甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度升高20℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲的比热是乙的比热的( )
分析:
热量公式Q=cm△t中的m相同,乙升高的温度是甲的2倍,甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍,可知甲的比热容是乙的4倍.
解答:
解:∵Q_甲=C_甲m△t,
∴C_甲=$\frac {Q_甲}{m△t}$=$\frac {2Q_乙}{m10_C}$;
∵Q_乙=c_乙m△t_乙,
∴C_乙=$\frac {Q_乙}{m20_C}$;
∴$\frac {C_甲}{C_乙}$=$\frac {$\frac {2Q_乙}{m10_C}$}{$\frac {Q_乙}{m20_C}$}$=4,所以A,C,D错误,B正确.
故选B.
点评:
根据热量公式Q=cm△t来计算可解决问题.
A、B两物体质量相等,温度均为10℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃,现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后,甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,则A、B两种物理的比热容之比为( )
分析:
(1)物体A放入甲杯水后,水的温度由50℃降低了4℃,变成50℃-4℃=46℃,A的温度由10℃升高到46℃,水放出的热量等于A吸收的热量,据此列出热平衡方程,就可以求出A的比热容.
(2)物体B放入乙杯水后,水的温度由50℃降低了8℃,变成50℃-8℃=42℃,A的温度由10℃升高到42℃,水放出的热量等于B吸收的热量,据此列出热平衡方程,就可以求出B的比热容.
求出A和B的比热容后,就可以解决问题.
解答:
解:(1)物体A放入甲杯水后,它们的共同温度为50℃-4℃=46℃,
水放出的热量Q_放=C_水m_水△t_水
A吸收的热量Q_吸=C_Am_A△t_A,
根据热平衡方程:Q_放=Q_吸,
即C_水m_水△t_水=C_Am_A△t_A
代入相关数据得:
CA=$\frac {1}{9}$×$\frac {C_水m_水}{m_A}$
(2)物体B放入乙杯水后,它们的共同温度为50℃-8℃=42℃,
水放出的热量Q_放=C_水m_水△t_水
B吸收的热量Q_吸=C_Bm_B△t_B,
根据热平衡方程:Q_放=Q_吸,
即C_水m_水△t_水=C_Bm_B△t_B
代入相关数据得:
C_B=$\frac {1}{4}$×$\frac {C_水m_水}{m_B}$
(3)∵A、B两物体质量相等,即m_A=m_B,
∴$\frac {C_A}{C_B}$=$\frac {$\frac {1}{9}$}{$\frac {1}{4}$}$=$\frac {4}{9}$=4:9.
故选C.
点评:
本题解题的关键在于学生能否正确写出高温物体放热和低温物体吸热的表达式,利用方程的思想可以解决许多物理问题,在学习中注意运用.
洗澡时将11°C的冷水与66°C的热水充分混合成550kg、36°C的温水,在混合的过程中有2.31×10_J的热量损失掉了,则所用冷水为kg,所用热水为kg.
分析:
(1)设热水的质量为m,则冷水的质量为550kg-m,已知热水的初温和末温,利用放热公式求热水放出的热量;又知道冷水的初温和末温,利用吸热公式求冷水吸收的热量,
(2)因为在混合的过程中有2.31×10_J的热量损失掉了,所以热水放出的热量减去损失的热量就等于冷水吸收的热量,据此可求所用热水和冷水的质量
解答:
解:设热水的质量为m$_1$,
则冷水的质量为m$_2$=m-m$_1$=550kg-m$_1$--------------①
热水放出的热量:
Q_放=cm$_1$(t_01-t)=4.2×10_J/(kg•℃)×m$_1$×(66℃-36℃)------------②
Q_吸=cm$_2$(t-t_02)=4.2×10_J/(kg•℃)×m$_2$×(36℃-11℃)------------③
因为Q_损失=2.31×10_J-------------------④
所以,Q_吸=Q_放-Q_损失---------------------⑤
将①②③④代入⑤式即可解得:
m$_1$=260kg,m$_2$=290kg.
故答案为:290;260.
点评:
本题考查了学生对吸热公式和放热公式的掌握和运用,利用好热平衡方程Q_吸=Q_放时,注意混合的过程中的热量损失是本题的关键.
干燥的泥土比热容为0.84×10_焦耳/(千克•℃),受潮含有水分后,其比热容为1.26×10_焦耳/(千克•℃).则这堆泥土所含水分的百分比是( )
分析:
湿砂子吸收的热量等于干砂子和水吸收的热量;根据公式Q=cm△t可求湿砂子的含水量.
解答:
解:m$_1$-干砂子的质量,m$_2$-水的质量,m-砂子和水的混合物的质量;
c$_1$-干砂子的比热容,c$_2$-水的比热容,c-砂子和水的混合物的比热容;
Q$_1$-干砂子吸收的热量,Q$_2$-水吸收的热量,Q-砂子和水的混合物吸收的热量;
△t-温度差.
砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为:
Q=c(m$_1$+m$_2$)△t----------------(1)
Q$_1$=c$_1$m$_1$△t---------------------(2)
Q$_2$=c$_2$m$_2$△t---------------------(3)
Q=Q$_1$+Q$_2$---------------------(4)
由这四个式子可以解出:
$\frac {m$_2$}{m$_1$+m$_2$}$=$\frac {c-c$_1$}{c$_2$-c$_1$}$;
代入数值可得:$\frac {m$_2$}{m$_1$+m$_2$}$=$\frac {1.26×10_J/(kg•K)-0.84×10_J/(kg•K)}{4.2×10_J/(kg•K)-0.84×10_J(kg•K)}$=0.125=12.5%.
故选B.
点评:
本题考查比热容的有关计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道湿砂子吸收的热量等于干砂子和水吸收的热量之和.
有一堆从河中捞出的湿砂子,测得其比热容为1.2×10^{3}J/(kg•℃)。已知干砂子的比热容为0.9×10^{3}J/(kg•℃),则这堆砂子含水的质量百分比是%(保留一位小数)。(水的比热容为4.2×10^{3}J/(kg•℃))
分析:
湿砂子吸收的热量等于干砂子和水吸收的热量;根据公式Q=cm△t可求湿砂子的含水量。
解答:
点评:
本题考查比热容的有关计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道湿砂子吸收的热量等于干砂子和水吸收的热量之和。
甲、乙两物体质量之比为3:4,比热之比为3:1,吸收相同的热量后,升高的温度之比为( )
分析:
由Q_吸=cm△t,得到△t=$\frac {Q_吸}{cm}$,把已知条件代入计算.
解答:
解:△t_甲:△t_乙=$\frac {Q_吸1}{c $_1$m $_1$}$:$\frac {Q_吸2}{c $_2$m $_2$}$=$\frac {1}{3×3}$:$\frac {1}{1×4}$=4:9.
故选B.
点评:
涉及到两个物体关于热量、质量、温度变化量、比热容的比的计算中,只要根据热量公式Q=cm△t进行变形后,代入相关的比,即可求解.
甲乙两物体质量为1:2,甲物体温度降低20℃,乙物体温度升高15℃时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲乙两物体比热容之比是( )
分析:
知道两物体的质量关系,乙物体吸收热量和甲物体放出热量的关系,求出甲乙两物体升高的温度关系,根据热量公式Q=cm△t求甲乙两物体的比热容关系.
解答:
解:
由题知,m_甲:m_乙=1:2,△t_甲=20℃,△t_乙=15℃,Q_甲:Q_乙=1:2,
∵Q_甲=Q_放=c_甲m_甲△t_甲,Q_乙=Q_吸=c_乙m_乙△t_乙,
∵$\frac {Q_甲}{Q_乙}$=$\frac {c_甲m_甲△t_甲}{c_乙m_乙△t_乙}$=$\frac {c_甲×1×20℃}{c_乙×2×15℃}$=$\frac {1}{2}$,
∴$\frac {c_甲}{c_乙}$=$\frac {3}{4}$.
故选A.
点评:
本题采用公式法求比值,学生要灵活的运用公式进行计算,防止因颠倒而出错.
甲、乙两物体吸收的热量之比为3:1,已知甲的质量是乙的2倍,甲升高的温度是乙的$\frac {1}{3}$,则甲、乙两物体的比热之比为( )
分析:
知道两物体的吸收热量之比,质量关系,升高的温度关系,根据热量公式,求甲乙两物体的比热容关系.
解答:
解:$\frac {Q_甲}{Q_乙}$=$\frac {3}{1}$,
∵m_甲=2m_乙,
∴$\frac {m_甲}{m_乙}$=$\frac {2}{1}$,
∵△t_甲=$\frac {1}{3}$△t_乙,
∴$\frac {△t_甲}{△t_乙}$=$\frac {1}{3}$,
∵Q_吸=cm△t,
∴$\frac {c_甲}{c_乙}$=$\frac {$\frac {Q_甲}{m_甲△t_甲}$}{$\frac {Q_乙}{m_乙△t_乙}$}$=$\frac {Q_甲m_乙△t_乙}{Q_乙m_甲△t_甲}$=$\frac {3×1×3}{1×2×1}$=$\frac {9}{2}$.
故选A.
点评:
本题采用公式法求比值,学生要灵活的运用公式进行计算,防止因颠倒而出错.
甲物体的质量是乙物体质量的4倍,当甲的温度从20℃升高到70℃,乙的温度从40℃升高到60℃时,甲乙两物体吸收的热量之比为5:1,则甲的比热容与乙的比热容之比是多少( )
分析:
由题知,甲乙两物体的质量之比、升高的温度关系,吸收的热量之比,利用Q_吸=cm△t求甲、乙两物体的比热容之比.
解答:
解:由题知,$m_甲:m_乙$=4:1,$△t_甲:△t_乙$=(70℃-20℃):(60℃-40℃)=5:2,$Q_{吸甲}:Q_{吸乙}$=5:1,∵$Q_吸$=cm△t,∴$\frac {Q_{吸甲}}{Q_{吸乙}}$=$\frac {c_{甲}m_{甲}△t_{甲}}{c_{乙}m_{乙}△t_{乙}}$=$\frac {c_甲}{c_乙}$×$\frac {4}{1}$×$\frac {5}{2}$=$\frac {5}{1}$,∴$c_甲:c_乙$=1:2.故选:C.
点评:
本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,因为是求比值,要细心,防止因颠倒而出错.
将质量1kg温度80℃的热水倒入质量2kg温度20℃的冷水中,不计热损失,则水的混合温度是℃ [已知水的比热容为4.2×10_J/(kg•℃)].
分析:
热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同.知道热水的质量和初温、冷水的质量和初温,又知道水的比热容,利用热平衡方程Q_吸=Q_放求水混合后的温度.
解答:
解:设冷水温度从t_01升高到t,吸收的热量为Q$_1$;热水温度从t_02降低到t,放出的热量为Q$_2$;
∵不计热损失,∴Q_放=Q_吸,
即:cm$_1$(t-t_01)=cm$_2$(t_02-t)
即:4.2×10_J/(kg•℃)×2kg×(t-20℃)=4.2×10_J/(kg•℃)×1kg×(80℃-t)
解得:t=40℃.
故答案是:40.
点评:
本题主要考查学生对吸热公式和放热公式的掌握和运用,知道热传递的条件、方向结果是本题的关键
甲、乙两物体质量相等,温度相同,把甲投入一杯热水中,平衡后水温降低10℃,取出甲(不计热量和水的损失),再把乙投入杯中,平稳后水温又降低了10℃,由此可知( )
分析:
甲、乙两物体,先后投入到同一杯水中,甲乙物体吸收热量、温度升高,水放出热量、温度降低;
由题知,两次水降低的温度相同,也就是水放出的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲乙两物体吸收的热量相同;
而甲、乙两物体的质量相等、初温相同,经吸热后,乙物体的末温比甲物体的末温低10℃;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两物体,吸收相同的热量,乙物体升高的温度少,所以乙物体的比热容大.
解答:
解:先后将甲乙两物体投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
∵不计热量损失,
∴Q_吸=Q_放,
∴甲乙两物体吸收的热量相同;
由题知,乙物体比甲物体少升高了10℃,即乙物体的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两物体,吸收相同的热量,乙物体升高的温度少,所以乙物体的比热容大.
故选B.
点评:
本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲乙两物体的末温关系是本题的关键.
将质量相等、温度相同的AB两物体,分别放入质量相等、初温相同的甲、乙水中后,甲杯中水温升高30℃,乙杯中水温升高15℃,则AB两物质比热容关系是( )
分析:
将A放入甲杯水中,可得Q_放A=Q_吸水;将B放入乙杯水中,可得Q_放B=Q_吸水,由于只知道AB的初温相同,不能得出AB两物体具体的升高温度的大小关系,所以不能确定AB两物体比热容的具体关系.
解答:
解:
将A放入甲杯水中,
Q_放A=Q_吸水,即c_Am_A△t_A=c_水m_水△_水甲,
将B放入乙杯水中,
Q_放B=Q_吸水,即c_Bm_B△t_B=c_水m_水△_水乙,
∵△_水甲=30℃,△_水乙=15℃
∴c_Am_A△t_A=2c_Bm_B△t_B,
由于AB质量相等,所以
c_A△t_A=2c_B△t_B,
AB初温相同,甲乙中水的初温也相同,
放入液体后甲液体上升30摄氏度,乙液体上升15摄氏度,所以A的末温高于B的末温,
也就是说△t_A<△t_B,
所以,c_A>2c_B,
故选C.
点评:
本题容易错选A选项,所以需要细心地公式推导,由于AB两物体的初温大小不知,所以无法比较.
将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内,使得冷水温度升高5℃。然后又向保温容器内倒入同样一勺热水,水的温度又上升了3℃。如果再连续倒入10勺同样的热水,则保温容器内的水温度还得升高℃(保温容器吸收热量忽略不计)。
分析:
解答:
点评:
(多选)现有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水.先将甲放入这杯水中,热平衡后水温升高8℃;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高8℃.若各种损失忽略不计,则下列判断正确的是( )
分析:
甲、乙两金属块,先后投入到同一杯水中,甲乙两金属块放出热量、温度降低,水吸收热量、温度升高;
由题知,两次水升高的温度相同,也就是水吸收的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲乙两金属块放出的热量相同;
而甲、乙两金属块的质量相等、初温相同,经放热后,甲金属块比乙多降低了8℃,甲金属块的末温比乙的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,甲降低的温度多,所以甲金属的比热容比乙的小.
解答:
解:
A、先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,故D正确;
∵各种损失忽略不计,
∴Q_吸=Q_放,
∴甲乙两金属块放出的热量相同;
由题知,甲金属块比乙多降低了8℃,即甲金属块的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小,故AC正确、B错.
故选ACD.
点评:
本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲乙两金属块的末温关系是本题的关键.
有一堆潮湿的泥土,利用实验测得其比热容为1.11×10^{3}J/(kg•℃),[br]已知水的比热容是4.2×10^{3}J/(kg•℃),[br]干泥土的比热容是0.84×10^{3}J/(kg•℃),[br]则这堆潮湿的泥土中水的质量百分比是%。
分析:
湿泥土吸收的热量等于干泥土和水吸收的热量;根据公式Q=cm△t可求湿泥土的含水量.
解答:
点评:
本题考查比热容的有关计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道湿泥土吸收的热量等于干泥土和水吸收的热量之和.
质量为3kg,比热容为0.8×10_J/(kg•℃)的金属甲与质量为7kg,比热容为0.4×10_J/(kg•℃)的金属乙冶炼成合金后,其合金的比热容为( )
分析:
(1)质量是1kg的某种物质温度升高1℃吸收的热量,叫做这种物质的比热容,质量是1kg的这种物质温度降低1℃放出的热量,也叫做这种物质的比热容;
(2)已知金属甲和金属乙的比热容和质量,可以计算出温度升高1℃时合金一共吸收的热量,再根据比热容计算公式计算出合金的比热容.
解答:
解:金属甲和乙温度升高1℃吸收的热量:
Q_甲=c_甲m_甲△t=0.8×10_J/(kg•℃)×3kg×1℃=2.4×10_J,
Q_乙=c_乙m_乙△t=0.4×10_J/(kg•℃)×7kg×1℃=2.8×10_J,
共吸收的热量:
Q=2.4×10_J+2.8×10_J=5.2×10_J,
合金的比热容:
c=$\frac {Q}{m△t}$=$\frac {5.2×10_J}{(3kg+7kg)×1℃}$=0.52×10_J/(kg•℃).
故答案为:0.52×10_J/(kg•℃),所以选B.
点评:
本题考查了对比热容概念的理解和热量计算公式灵活应用,正确理解比热容的概念是解题的关键.
比热容是2.44×10^{3}J/(kg•℃)的酒精和水(4.19×10^{3}J/(kg•℃))均匀混合后,比热容变成了2.94×10^{3}J/(kg•℃),则混合液中酒精和水质量之比是( )
分析:
解答:
点评:
本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,知道混合液升高温度吸收的热量等于水和酒精吸收的热量之和是本题的关键.
冷水的质量为$\textit{m}$,温度为$\textit{t}$$_1$,吸收一定热量后,温度升高到$\textit{t}$;另有质量为2$\textit{m}$的热水,放出同样多的热量后,温度也降到$\textit{t}$,那么热水原来的温度为( )
分析:
解答:
点评:
本题考查了热量公式的灵活运用,要注意冷水温度升高是指温度的变化量.
将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了20℃,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水温度又升高了10℃,如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高(不计热损失,热水和冷水的比热容相同)( )
分析:
热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同.
知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q_吸=Q_放列出两个等式,可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差;则假设一次性将全部热水倒入,则可求得冷水升高的总温度,即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度.
解答:
解:设热水和冷水的温度差为t,
质量为m_0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了20℃,
由于无热损失,Q_吸=Q_放,
从而可知,cm_0(t-20℃)=cm×20℃,-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m_0同温度的热水,水温又上升了10℃,
△Q_吸=△Q_放,
从而可知,cm_0(t-20℃-10℃)=c(m+m_0)×10℃,-------②
则①-②得:
10℃×cm_0=20℃×cm-10℃×cm-10℃×cm_0,
整理得:12℃×cm_0=4℃×cm,
解得:m=2m_0;
代入①式可得,t=60℃;
假设我们将全部热水一次性注入,则由热平衡方程可知:
3m_0c(60℃-△t)=mc△t,m=2m_0;
联立两式解得:△t=36℃;
则注入后3杯水后,水温还会上升:36℃-20℃-10℃=6℃.
故选:C.
点评:
解决此类综合分析题目,要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答.不计热量的损失,可利用热平衡方程Q_吸=Q_放列出两个等式;同时还应注意一次次注入和一次性注入相同的水,结果应是相同的.
甲、乙两金属球,质量相等,初温相同,先将甲球投入冷水中,待热平衡后水温升高t℃,取出甲球(设热量与水均无损失),再迅速把乙球投入水中,这杯水热平衡后水温又升高t℃,设甲、乙两球的比热分别为C_甲和C_乙,则有( )
分析:
甲、乙两金属球,先后投入到同一杯水中,由题意可知,两次水升高的温度相同,也就是水吸收的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲乙两金属球放出的热量相同;而甲、乙两金属球的质量相等、初温相同,经放热后,甲金属球比乙多降低了t℃,则甲金属块的末温比乙的末温低;由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属球,放出相同的热量,甲降低的温度多,则可知甲金属与乙金属的比热容关系.
解答:
解:先后将甲乙两金属球投入到同一杯水中,水升高的温度相同,则水吸收的热量相同;
∵不计热量损失,
∴Q_吸=Q_放,
∴甲乙两金属块放出的热量相同;
由题知,甲金属球比乙多降低了t℃,即甲金属球的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属球,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小.
故选C.
点评:
本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲乙两金属块的末温关系是本题的关键.