比热容是初三物理的重要知识点,利用比热容计算热量是物理中考的常考题型,本文就例题详细解析这类题型的解题思路,希望能给初三学生的物理学习带来帮助。
例题1
物体A、B的质量相等,把它们加热到相同的温度,然后再把它们分别放入等质量、等温度的水里,A物体能使水温升高10℃,B物体能使水温升高20℃,设A的比热容为c1,B的比热容为c2,求c1与c2的大小关系。
解题过程:
设水的质量为m,物体A、B的质量为m,物体A、B与水的初始温差为△t
(1)物体A放入水中
根据热量计算公式和题目中的条件:A物体能使水温升高10℃,△t1=10,△t1=△t-10,则水吸收的热量Q吸1=mc△t1=10mc,Q放1=mc1△t1=mc1(△t-10);
根据结论:Q吸1=10mc,Q放1=mc1(△t-10),Q吸1=Q放1,则10mc=mc1(△t-10);
(2)物体B放入水中
B物体能使水温升高20℃,△t2=20,△t2=△t-20,则水吸收的热量Q吸2=mc△t2=20mc, Q放2=mc2△t2=mc2(△t-20);
根据结论:Q吸2=mc△t2=20mc,Q放2=mc2(△t-20),Q吸2=Q放2,则20mc=mc2(△t-20)。
根据结论:10mc=mc1(△t-10),20mc=mc2(△t-20),则2mc1(△t-10)=mc2(△t-20),即2c1/c2=(△t-20)/(△t-10)<1;
根据结论:2c1/c2<1,则c2>2c1;
所以,c1与c2的大小关系是c2>2c1。
例题2
质量相等的甲、乙两金属块,其材质不同.将它们放入沸水中,一段时间后温度达到100℃,然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中,使冷水升温,第一种方式:先从沸水中取出甲,将其投入冷水,当达到热平衡后将甲从杯中取出,测得水温升高20℃;然后将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,测得水温又升高20℃;第二种方式:先从沸水中取出乙投入冷水,当达到热平衡后将乙从杯中取出;然后将甲从沸水中取出,投入这杯水中,再次达到热平衡.则在第二种方式下,这杯冷水温度升高多少?
解题过程:
设甲乙金属块的质量为m,冷水的质量为m,冷水的初始温度为t
(1)第一种方式
先投入金属块甲
根据热量计算公式和题目中的条件:金属块甲使水温升高20℃,△t1=20,△t1=100-(t+20)=80-t, 则水吸收的热量Q吸1=mc△t1=20mc,金属块甲放出的热量Q放1=mc1△t1=mc1(80-t);
根据结论:Q吸1=20mc,Q放1=mc1(80-t),Q吸1=Q放1,则20mc=mc1(80-t),即mc1/mc=20/(80-t);
再放入金属块乙
根据热量计算公式和题目中的条件:金属块乙使水温升高20℃,△t2=20,△t2=80-t-20=60-t,
则水吸收的热量Q吸2=mc△t2=20mc,Q放2=mc2△t2=mc2(60-t);
根据结论:Q吸2=20mc,Q放2=mc2(60-t),Q吸2=Q放2,则20mc=mc2(60-t),即mc2/mc=20/(60-t);
(2)第二种方式
先投入金属块乙,再投入金属块甲
设金属块乙使水温上升到t3,金属块甲使水温上升到t4
根据热量计算公式和题目中的条件:金属块乙使水温上升到t3,△t3=100-t3,则水吸收的热量Q吸3=mc(t3-t),金属块乙放出的热量Q放3=mc2△t3=mc2(100-t3);
根据结论:Q吸3=Q放3,则mc(t3-t)=mc2(100-t3),即mc2/mc=(t3-t)/(100-t3);
根据热量计算公式和题目中的条件:金属块甲使水温上升到t4,△t4=100-t4,则水吸收的热量Q吸4=mc(t4-t3),金属块甲放出的热量Q放4=mc1△t4=mc1(100-t4);
根据结论:Q吸4=Q放4,则mc(t4-t3)=mc1(100-t4),即mc1/mc=(t4-t3)/(100-t4);
根据结论:mc2/mc=(t3-t)/(100-t3),mc2/mc=20/(60-t),mc1/mc=(t4-t3)/(100-t4),mc1/mc=20/(80-t),则(t3-t)/(100-t3)=20/(60-t),(t4-t3)/(100-t4)=20/(80-t),可求得t4=(4000+60t-t^2)/(100-t);
根据结论:t4=(4000+60t-t^2)/(100-t),则t4-t=40;
所以,第二种方式冷水温度升高40℃。
结语
关于热量的计算需要根据公式找到各个物理量对应的值,再根据吸收热量与放出热量相等的关系列出等式进行求解。