B.水的比热容比沙石的比热容大 C.水在蒸发时有致冷作用 D.水的对流性能好
解析:沙漠地区缺水且多沙石,沙石的比热容较小,夜间沙石散热较多,温度降低较快,
因而早晨气温较低;午间在阳光的照射下,沙石吸热后温度升高较快使得气温迅速升高,于是出现昼夜气温差别较大的现象.而沿海地区水多,水的比热容较大,海洋与沙漠地区在同样散热的情况下,海洋的温度降低不多,夜间气温不太低,白天气温也不会升得过快,所以,沿海地区昼夜温差不大.选项B正确.
【例55】冬天,室内取暖的暖气,很多都采用让流动的热水慢慢地流过散热器,其原因是
( )
A.水比较便宜 B.水的密度小 C.水的比热大 D.水的沸点高
解析:因为水的比热较大,在降低相同的温度条件下,可以释放更多的热量.答案选C 【例56】给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图中a
图线所示。若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是 ( )
A.a B.b C.c D.d
解析:本题可以用取相同的横坐标,比较纵坐标的方法求解.
解:根据Q吸?cm(t?t0)可知,比热容相同的物质,质
量大的吸收的热量多.假设水的质量 前后都从起始温度升高到t,即升高相同的温度,
,
ta?tb?tc?td.a、b、c、d四条曲线在温度t,时,对应的加热时间ta、tb、tc、td有:水
的质量增加了,则吸收的热量要多些,也就是加热时间要长些,因此只有c、d才有可能,又因为水的沸点没有改变,故d不合题意,正确的曲线应是c.
【例57】甲、乙两物体的比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,
则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.9∶2 B.2∶9 C.1∶2 D.2∶1 解析:使用公式Q?cm?t的变形公式m?Q进行计算. c?tm甲Q甲c乙?t乙3319Q??????? 解:由Q?cm?t得m?,所以
m乙Q乙c甲?t甲1212c?t答案选A
【例58】某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问:
(1)这些水要吸收热量为多少?
(2)“西气东输”实现后,可用天然气作为燃料来烧水,设天然气完全燃烧释放热量的
3
75%被水吸收,学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m?(天然气的热值
q=8.4×107J/m3。气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV,式中V表示气体燃烧的体积) 解析:该题的两问基本上泾渭分明,分别求取就行了,但它们之间是有一定联系的。(1)热
量计算时,根据公式Q=cm△t可得,需要知道比热c、质量m和温度变化量△t,除水的比热c是个隐含条件外,其余均在题中已知,水的比热是需要记住的物理量,其大
3
小为4.2×10J/(kg·℃),所以代入即可计算;(2)由于水吸收的热量是由天然气燃烧热出的热量来提供的,虽然其中存在一个百分比,但我们还是能够计算出来的,由公式Q=qV,即可求出天然气的体积。
解:(1)由公式Q=cm△t可得,
339
水吸收的热量为Q吸=4.2×10J/(kg·℃)×3×10kg×(100℃-20℃)=1.008×10J。
1.008×109J9
(2)天然气应该释放的热量Q放==1.344×10J =75u%Q吸由公式Q=qV可得,消耗天然气的体积为V=
Q放q=1.344×109J8.4×107J/m3=160m。
9
3
该问也可以例一个小方程来计算,因Q放×75%=Q吸,故qV×75%=1.008×10J,
3
代入解之得V=160m。
由此可以看出,解这样的计算题,一要明确各量的含义,一般由所求量根据相应公式能找出题中对应的已知量来,对于隐含的量要求能够记住它的大小,题中热值的含义
3
与平时有变化,这是完全燃烧1m天然气所释放出的热量,应该有这种迁移能力,这是一个基本的要求;二是要注意单位的统一,题中给出的物理量,可能不是国际单位制中的单位,或者不是我们需要的单位,这时应该及时对单位进行换算,或者代入时直接换算过来即可,如质量的单位不是kg,而是t等;三要做好等量间的转化,因为水吸收的热量由燃烧天然气来提供,但并不是天然气放出的热量完全转化为水吸收的热量,其中的等量关系应该是Q放×75%=Q吸,不能颠倒;四是要利用科学记数法,题中数值都较大,用科学记数法可以大大简化解题过程,提高计算速度,减少出错率。 【例59】把质量是100克的铁块放在火炉里相当长的时间后,取出来立即投入到盛有200
克水的杯子里,水的温度由15℃升高到59℃,不计杯子吸热和散失到空气中的热量,求炉火的温度.
解析:当不计热损失时,高温铁块放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸.
3
解:查表得:水的比热容c1=4.2×10J/(kg·℃)
3
铁的比热容c2=0.46×10J/(kg·℃)
水温度升高吸收的热量:Q1?c1m1(t?t01)
=4.2×10J/(kg·℃)×0.2kg×(59℃-15℃)
4
=3.696×10J
由Q放=Q吸可得,铁块放出的热量:
3
Q2=Q1=3.696×104J=c2m2(t02?t)
所以:
t02?Q2?tc2m23.696?104J??59?C0.46?103J/(kg??C)?01kg?862?C答:炉火的温度是862℃. 【例60】如图甲是用水来冷却
热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像,图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是 ;,(填写I或Ⅱ)
甲 乙
图中A点的物理意义是 。若水的质量为1.5kg,在这个过程中水吸收的热量是 .
解析:将热牛奶放入冷水中,牛奶放热,温度降低,所以热牛奶温度随时间变化的曲线应
是Ⅰ.热牛奶在冷水中,牛奶温度降低,水的温度升高.当它们温度相同时,温度不再发生变化,此时对应的温度就是牛奶和水的混合温度.
曲线Ⅰ;牛奶和水混合温度,混合温度是18℃;水吸收的热量
34
Q吸?cm(t?t0)=4.2×10J/(kg·℃)×1.5kg×(18℃-10℃)=5.04×10J
【例61】小明在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却很凉。同样的太阳光照射,为什么会出现不同的结果呢?小明想:是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢?于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子,用一个100W的白炽灯同时照射它们,并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下所示。 照射时间/min 温度/℃ 海水 沙子 0 31.0 31.0 2 31.6 32.5 4 32.1 33.8 6 32.5 34.8 8 32.8 35.8 10 33.0 36.0 12 33.1 36.3 (1)小明探究的物理问题是什么?
(2)小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像,如
下图所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。
(3)分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像,你能得出什么探究结
论?
(4)小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”。请你用简略的语言从日常生活或
自然中举一个类似的现象。
解析:初中物理课程标准,把科学探究列为学生的学习目标.本题体现了这一目标.对生
活中遇到的问题进行科学探究,首先要提出问题.提出问题要注意语言的科学性、规范性.如“质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高快?”注意了用控制变量的方法来进行科学探究.本题(2)、(3)是考查同学们用图像处理物理问题的能力,由于图线是平滑曲线,而且开始一段较陡,后面渐趋平缓,所以只回答“相同质量的水和沙子,吸收相同的热量,沙子升温快”是不全面的.第(4)问,是开放性问题,答案不是惟一的. 解:(1)质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高的快谁吸热本领强。(海水和沙子吸热升温快慢相同吗?) (2)图像(略)
(3) ①吸收相同的热量,沙子温度变化的快。
②水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减小(或沙子和水温度越高时升温越缓慢)
(4)温差变化大。早稻育秧,晚间往秧田灌水,白天将水放出;夏天的柏油马路比水泥人行道热得多。
【例62】水的比热容比较大,人们往往利用它的这一特征为生产、生活服务.在下列事例
中与水的这一特征无关的是 ( ) A.让热水流过散热器来取暖
B.在大的河流上建水电站,用水发电 C.晚上向秧田里灌水
D.汽车发动机用水循环冷却
解析:水冷系统、水热系统和冬秧灌水都是“水的比热容比较大”的典型应用,而水力发
电并没有应用这一点,它主要利用了能量转化.水由于被举高产生巨大的势能,进而被转化为电能.答案选B
学会从生活中归纳物理知识,更重要的是从物理顺利的走向社会,造福社会.
【例63】柴油机是工农业生产中常用的热机,已知某型号柴油机的效率是30%,在柴油机
内完全燃烧2kg柴油能放热 J,这些热通过该柴油机的转化能对外做
7
有用功 J.(柴油的热值为3.3×10J/kg)
77
解析:计算燃料完全燃烧放出热量,应选择公式Q放=mq=2kg×3.3×10J/kg=6.6×10J;
热机效率是指热机对外输出的有用功占燃料完全燃烧所放热量的比值,
7
所以W有=Q放×30%=2.2×10J.
77
答案:6.6×10J;2.2×10J
学会抓住题目中的关键字词,选择正确的计算公式;学会迁移的方法,将热机的效率与机械效率相联系,将能的概念与功的概念相联系.
【例64】比热容是物质的一种特性.用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容
(填“相同”或“不同”).质量均为1kg的铜块和铅块,如吸收了相等的热量,则铜
块与铅块升高的温度之比为 ︰ ;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了
22
J的热.(c铜=3.9×10 J/(kg·℃),c铅=1.3×10J/(kg·℃ ))
解析:比热容是物质的特性,因此只要物质的状态不变,质量和体积等因素的改变是不会
影响物质的比热容的,抓住“同种物质”可以得出“相同”的答案.后两问因为是热传递现象,所以用公式Q=cmΔt进行解题: Q1Δt铜c铜m铜3.9?102?11
==?Q1Δt铅3c铅m铅1.3?102?1Q吸=c铜m铜Δt=3.9×102 J/(kg·℃)×1kg×100℃=3.9×104J
答案:相同;1:3 ;3.9×10J
学会抓住题目中的关键字词,把握知识脉络.学会根据应用范围选择正确的公式进行计算.
【例65】铝壶中装有3kg的水,放在煤气灶上加热,将水从20℃加热至沸腾(在1标准大
气压下),煤气灶共燃烧了48g煤气,在此过程中
3
(1)铝壶中的水吸收了多少热量?(水的比热c = 4.2×10J/(kg·℃) )
7
(2)完全燃烧48g煤气可以放出多少热量?(煤气的热值q = 4.2×10J/kg)
(3)如果认为铝壶中的水吸收了煤气灶放出的全部热量,则该煤气灶的效率是多少? (4)实际加热过程中,铝壶也会吸热并向外界散热,那么该煤气灶的实际效率比你在(3)
4
中求到的效率是高还是低?为什么? 解析:(1)(2)可以根据现象选择公式.
(1)是热传递,运用公式Q=cmΔt, 其中Δt=100℃-20℃=80℃.
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×80℃=1.008×106J;
76
(2)是燃料燃烧放热,运用公式Q=mq=0.048kg×4.2×10J/kg=2.016×10J; (3)(4)根据效率问题的实质——有用的能量占总能量的比值,可以得出答案.
66
答案:(1)1.008×10J (2)2.016×10J (3)100% (4)低;因为存在热损失,最终水所得到的有用的能量减少了,所以效率降低.
学会有关能量转化中效率的计算,从与生活现象有关的计算中把握效率问题的实质,并学会分析实际问题.
【例66】小明家住市中心,奶奶嫌城市夏
天太热而不住他家,这激发了他探究城乡温差的原因.某星期天,他请全班同学分别到选定的地点,于中午同一时刻测出各测试点的气温,以此绘制出如图12-2所示的“区域——温郊区 城镇居民区 商业区 市中心 居民区 公园 城乡居民区 农田 度”坐标图.
(1)图中气温最低的区域是: ;简析该区域气温低的主要原因: .
(2)请提出一种降低市中心环境气温的办法: . 解析:结合数学中的坐标知识,从图像中找出温度最低的区域是农田,主要原因在于农田
区域的水域面积较其他区域多,而水的比热容较大,在加热条件相同时,温度变化较小.改善市中心环境气温的方法很多,可以:改用比热容大的建材,多植树,改善市区水域结构,鼓励使用环保型汽车等.
答案:农田;农田区域的水域面积较其他区域多,而水的比热容较大,在加热条件相同时,温度变化较小;改用比热容大的建材,多植树,改善市区水域结构,鼓励使用环保型汽车等
环境问题时当今社会的热点问题,而“热岛效应”是制约城市发展,影响市民生活的重要环境问题之一.本题的可贵之处在于对生活、对社会的关注,让学生运用物理知识解决实际问题,学做社会的主人.
【例67】当物体温度发生变化时,下列物理量会发生变化的是( )
A. 质量 B. 物重 C. 密度 D. 内能
解析:一个物体的温度变化时,会直接引起哪些变化,利用所学知识不难得出是体积和分
子运动速度。然后根据质量是不随温度变化而变化的,再利用有关的密度及内能知识就可解得。正确选项为C、D。
解答有关热学问题时,必须仔细审题,抓住各物理量间内在的因果关系,联系与题目中所出现的物理相关知识,逐步进行分析。 【例68】分别指出下列两句话中“热”的含义:
A. 今天的天气真热 B. 物体吸热,温度升高 解析:今天天气真热的“热”,是表示物体的冷热程度的,说明气温高,指温度。物体吸热,
温度升高,表示低温物体吸收热量,温度升高,这个“热”指的是热量。 答案:A. 中的“热”指温度B. 中的“热”指热量 日常生活中说的“热”,含义是非常广泛的。单从热学角度来理解,有的“热”表示物

