比热容热量计算.doc

热量的计算 【基础知识精讲】 1．根据某种物质的比热，可以确定质量不是 1kg的某种物质，温度升高或降低不是1℃时吸收或放出的热量。 2．物体的初温用to表示，末温用t表示，比热用c表示，质量用m表示，物体吸收或放出的热量分别用Q吸和Q放表示，则物体升高的温度为t－to，吸收热量可表示为Q吸=cm（t－to）降低温度为to－t，放出热量可表示为Q放=cm(t0-t)。 3．物体温度改变的多少也常常表示为△t，即△t=t—t0或△t =t0－t，物体温度改变时吸收或放出的热量由物质的比热、物体的质量和物体温度改变的多少这三个因素决定，与物体的初温、求温的高低无关。 【重点难点解析】 1．Q=cm△t，它只适用于物体温度改变时（升温或降温）物体吸收或放出热量的计算，对有物态变化的过程不能适用，如若不考虑，就会出错误。例质量为1kg的水，初温为20℃，当它完全吸收3．696 × 105J的热量，水的温度升高到多少摄氏度（1标准大气压）？根据Q吸=cm（t－to）水的末温t=×1kg+20℃=108℃，这个答案肯定是错误，因为水在职标准大气压下的最高温度为100℃,如果不继续加热，就不会沸腾，若继续加热，水就会沸腾，但不升温，吸收的热量用来进行物态变化，所以水的末温只能升高到100℃。 2．应用热量公式中的有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套。“升高”、“升高了”、“降低”、“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是t；而升高到、降低到对应的是物体的末温t。 3．应用热量公式代人数量时各物理量的单位必须统一为国际单位。 4．热平衡：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高，最后两物体温度相同，称为达到了热平衡。因此热平衡的唯一标志是温度相同。在热传递过程中，低温物体吸收的热量Q吸，高温物体放出热量Q放，如果没有热量损失，则Q吸=Q放，利用这个关系可以求出物质的比热或物体的质量或物体的温度。 例1 质量为300g的铜锅内，盛有1kg15℃的水，要把水烧开，间需要多少热量？ 解析 这是一个热量计算问题，要把翰内水烧开，既要考虑水吸收热量，又要考虑铜锅吸收的热量，另外，把水浇开一般是指在1标准大气压下即水的求温为10O℃，水盛在锅里，由于热传递它们的初温和末温分别相同。 解：Q铜吸+Q水吸 =c铜m铜（t-t0）+c水m水(t-t0) =（t-t0）(c铜m铜+c水m水) =（100℃-15℃）[0.39×103J/（kg·℃）×0.3kg+4.2×103J/（kg·℃）×1kg] = 3．66945×105J 答：要把锅里水烧开，需 3．66945 ×105J的热量。 说明：解此题时，容易出现这样的问题：（）只考虑到了水吸收热量忽视了铜锅的吸热，题中已知铜锅的质量，显著要求计算银锅吸收热量；（2）对水的求温，铜锅的初温和求温没有弄清楚，这与沸点，热传递知识有关，这些知识苦学得不扎实便会发生上述问题；（3）公式字母混乱，且代数值时不带单位，即使结论的数值是正确的，但解题过程是错误的，这就要求我们注意字母和带单位的数值应“—一对应”。 例2 已知C铜＞C铅，温度相同，质量相等的铜块和铅块，它们吸收相同热量后，将它们互相接触，则（ ） A．热量由铜块传给铅块 B．热量由铅块传给铜块 C．铅块和铜块之间不发生热传递 D．缺少条件，无法确定 解析 解此题要抓住二点：（1）热传递的条件；（2）用控制变量法解题。物体间发生热传递的条件是：物体间存在着温度差，即热是温度高的物体传给温度低的物体，要判断铅块和铜块是否发生热传递，必须知道是哪个物体的末温高，由Q吸=cm(t－t0)得： t=.在Q吸、m、t0相同时， t只与c有关，c越大，t越小。 ∵c铜＞c铅，∴t铜＜t铅，即铜块的末温小于铅块的末温，热应该由铅块传给银，故正确选项是B（答：B） 【难题巧解点拨】 现举例说明初中热学习题中经常应用的巧解方法。 例1 已知几种金属的比热C铝＞C铁＞C铜，现把质量相同、温度相同（都为室温）的铝球、铁球和钢球投入质量相同，温度都是100℃的三杯热水中，热平衡后，杯中水温度最低的是（杯不导热）（ ） A．投入铝球的那个杯子 B．投入铁球的那个杯 C．投入铜球的那个杯 D．条件不足，不能确定 解法1 常规解法（不等式法） 对铝块和水、铁球和水，分别列出热平衡方程 c铝 m（t铝一 to）= c水 m水（t水一 t铝） c铁 m（t铁一 t0）= c水 m水（t水一 t铁） ÷ 得 ∵C铝＞ C铁 ∴(t水一 t铝)（t铁一 t0）＞（t铝一 t