本练习题集旨在通过比热容的物理概念和计算方法,帮助学生掌握比热容的测量和计算技巧。题目包括理论题和实战题,理论题涉及比热容的定义、单位、物理意义等,实战题则要求学生根据给定的数据计算物体的比热容。,,在解析过程中,首先介绍了比热容的概念,即单位质量的物质升高或降低1度所需的热量。通过例题详细讲解了如何根据公式C=Q/mΔT计算比热容,其中Q为吸收或放出的热量,m为物质的质量,ΔT为温度的变化量。,,实战演练部分则提供了多个不同情境的题目,如已知水的质量和温度变化,计算水吸收或放出的热量;或已知物质的比热容和温度变化,计算物质的质量等。这些题目旨在帮助学生巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。,,通过本练习题集的学习和练习,学生可以更好地理解比热容的物理意义和计算方法,为后续的物理学习打下坚实的基础。
比热容是描述物质吸热或放热能力的一个物理量,它表示单位质量的物质在温度变化1度时所吸收或放出的热量,这一概念在日常生活、工业生产以及科学研究等领域中都有着广泛的应用,为了帮助大家更好地理解和掌握比热容的相关知识,本文将通过一系列的练习题,从基础概念到实际应用,进行全面而深入的解析与实战演练。
基础概念回顾
定义:比热容(C)定义为单位质量物质温度升高或降低1度所需的热量,其单位为焦耳每千克摄氏度(J/(kg·°C))。
公式:\(Q = CmΔT\),其中Q是吸收或放出的热量,m是物质的质量,ΔT是温度的变化量。
常见物质的比热容:水(4.184 J/(g·°C))、铝(0.900 J/(g·°C))、铜(0.385 J/(g·°C))等。
练习题解析
1. 基础计算题
题目:一块质量为500g的铝块,温度从25°C升高到75°C,求铝块吸收的热量,已知铝的比热容为0.900 J/(g·°C)。
解析:根据比热容的定义和公式,我们可以直接代入数值进行计算。
\[ Q = CmΔT = 0.900 \times 0.5 \times (75 - 25) = 30 \text{ J} \]
铝块吸收的热量为30焦耳。
2. 应用题
题目:一个保温杯装有1L的水(水的密度为1g/cm³),当向其中加入一块质量为50g的冰时,若环境温度为25°C且不考虑其他能量损失,问最终水的温度会是多少?已知水的比热容为4.184 J/(g·°C),冰的熔化热为336000 J/kg。
解析:首先计算冰完全熔化所需吸收的热量,然后考虑这部分热量对水温的影响。
\[ Q_{\text{冰熔化}} = 336000 \times \frac{50}{1000} = 16800 \text{ J} \](注意单位转换)
\[ Q_{\text{水升温}} = 4.184 \times 1000 \times (25 - 0) = 41840 \text{ J} \](假设水从0°C开始升温)
由于冰熔化吸收的热量全部用于水温的升高,
\[ T_{\text{} = \frac{Q_{\text{总}}}{C_{\text{水}}m_{\text{水}}} = \frac{16800 + 41840}{4.184 \times 1000} = 14.25°C \](结果四舍五入至小数点后一位)
最终水温约为14.3°C。
3. 拓展题
题目:一个电加热器在2分钟内将250g的水从20°C加热到80°C,求电加热器的功率(不考虑热量损失),已知水的比热容为4.184 J/(g·°C)。
解析:首先计算水吸收的热量,然后根据时间计算功率。
\[ Q_{\text{总}} = CmΔT = 4.184 \times 250 \times (80 - 20) = 75312 \text{ J} \]
电加热器在2分钟内完成加热,即120秒,
\[ P = \frac{Q_{\text{总}}}{t} = \frac{75312}{120} = 627.6 \text{ W} \](结果四舍五入至小数点后一位)
电加热器的功率约为628瓦。
通过上述练习题的解析与实战演练,我们不仅巩固了比热容的基本概念和计算公式,还学会了如何在实际问题中应用这些知识,无论是基础计算、应用分析还是拓展思考,都要求我们具备扎实的理论基础和灵活的解题思路,希望读者能通过这些练习题加深对比热容的理解,并在今后的学习和工作中能够熟练运用这一重要的物理概念。