12.3 物质的比热容-2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练（苏科版）

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2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练

12．3 物质的比热容

1、水的比热容的特点及应用

（1）水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用，这个应用主要考虑两个方面：（1）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候；

①夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；

②冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的人们又不觉得特别冷；

（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖；

①作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量；

②用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。

2、比热容的概念及其应用

（1）单位质量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，简称比热。比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。

（2）比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。

（3）水的比热容是4．2×10³J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4．2×10³焦耳。

（4）比热容解释简单的自然现象：如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样？

因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子升温慢；没有日照时，海水降温比沙子降温慢。

3、热量的计算

（1）物体的温度升高时吸收热量为：Q_吸=cm（t-t₀）；降低时放出的热量为：Q_放=cm（t₀-t）；
其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；

m——物体的质量——单位kg；

t₀——物体原来的温度℃；

t——物体后来的温度℃。

若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t；

公式可以变形为、、。

（2）应用热量公式解题应注意的几个问题：①质量的单位要用千克； ②注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词，一定要分清初温、末温，升高了、升高到（或降低了、降低到）的温度含义，要根据题意作出正确的判断； ③应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误

（3）这两个公式解题的一般步骤是：①根据题意是吸热还是放热找出相应的公式；②明确要求的物理量；③根据所给已知条件求解．

（4）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。

4、热平衡的应用

（1）热平衡：在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q_放等于低温物体吸收的热量Q_吸，即Q_放=Q_吸，把这个关系叫热平衡方程；
（2）热平衡方程式：两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q_吸=Q_放，称为热平衡方程，在热量计算题中，常采用此等式。

※注意此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态；

①系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程；

②而系统吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。

5、探究比热容的实验

（1）实验目的：探究不同物质吸热（比热容）情况；

（2）实验方法：控制变量法、转换法；

（3）实验器材：2个相同的酒精灯、烧杯、水、沙子、温度计支、铁架台个、石棉网、火柴、停表；

（4）实验步骤：:步骤①在两个铁架台的底座上各放一个规格相同的酒精灯，调好铁圈的高度，将石棉网放在铁圈上；

步骤②将盛有等质量的水和沙子的烧杯分别放在石棉网上；

步骤③将两支温度计分别挂在铁架台的支架上，并将玻璃泡全部浸入液体中，读出此时水和沙子的初温度，填入表中；

步骤④点燃酒精灯，同时对水和沙子加热，加热时间均为6分钟，停止加热前分别读出水和沙子的末温度, 填入表中；

步骤⑤整理实验器材。

（5）实验结论：质量相同的水和沙子吸收相同的热量,食用油的温度升高的较大。

（6）实验分析：判断水与沙子的吸热本领的大小，有两种方法：①可判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少，用时较多的，说明吸收的热量多，则比热较大；②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少，温度升高较多的，则比热较小。

【考点1  水的比热容的特点及应用】

【典例1-1】沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（　　）

A．水的内能多，沙石的内能少

B．水的导热性好，沙石的导热性差

C．水的比热容大，沙石的比热容小

D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少

【典例1-2】春暖花来，小敏和同学们来到美丽的青岛研学，他么利用所学的热学知识讨论分析了当地的风向情况，根据海水的比热容 _______陆地上砂石的比热容，绘制出了陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图，其中_______能描述夜晚的风向。

【变式1-1】炎热的夏天，小乐到海边游玩，中午她站在沙难上脚感到烫，而在海水中感到凉，这主要是因为（　　）

A．水吸收的热量较多                                   B．沙子吸收的热量较多

C．水的比热容小                                          D．沙子的比热容小

【变式1-2】汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却，这是通过_______的方式来改变发动机的内能；用水来冷却是因为水的 _______较大。刹车时，汽车不能立即停下来是因为汽车具有 _______。

【考点2  比热容的概念及其应用】

【典例2-1】质量相等的甲，乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．1min内，乙吸收的热量比甲多      B．1min后乙温度不变，内能不变

C．甲的比热容比乙的大                   D．沸腾是一种汽化现象，需要放热

【典例2-2】质量均为100g的四种物质，当温度降低1℃时所放出的热量如图所示。请根据图中信息回答以下问题。

（1）煤油的比热容为_______J/（kg•℃）；

（2）质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铝块升高温度为Δt₁，铜块升高温度为Δt₂，则Δt₁　  　Δt₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）；判断依据为：___________________________________。

【变式2-1】小莉根据下列表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（　　）

A．用来熔化铜的器皿可以用锡制作

B．质量相等的纯水和煤油，纯水的体积较大

C．质量相等的铜块和铝块，放出相等热量，铝块温度降低得较多

D．质量相等的干泥土和水，吸收相等热量，干泥土温度升高得较多

【变式2-2】高勤同学对冰块加热，她绘制了冰熔化成水直到沸腾的过程中温度随时间变化的图像（如图所示），下列分析中正确的是（　　）

A．冰的熔化过程经历了6min，且冰是晶体

B．在第10min，冰继续吸热温度不变，处于固液共存状态

C．由图像可知，当时液面上方气压高于1个标准大气压

D．AB 段物体的比热容小于CD段物体的比热容

【变式2-3】如图所示是热管的工作原理图，当热管的热端受热时，吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气，这一过程叫 _____（填物态变化的名称），蒸气在管子里跑到冷端 ______（选填“吸收”或“放出”）热量变成液态，液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行，不断地将热量从​热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后，温度升高了40℃，则该液体的比热容为______ J/（kg•℃）。

【考点3  热量的计算】

【典例3-1】质量均为0．5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c_水＝4．2×10³J/（kg•℃），c_水＞c_液。下列说法中（　　）

①甲物质是水

②0～12min乙温度降低了20℃

③0～12min甲放出了8．4×10⁴J 的热量

④乙物质的比热容为2．1×10³J/（kg•℃）

A．只有①②正确       B．只有②④正确        C．只有①③正确       D．只有①④正确

【典例3-2】净含量为500mL（1mL＝1×10^﹣6m³）的瓶装饮用纯净水的质量为_______kg；若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20℃，则水放出的热量为_______J。[已知水的密度ρ＝1．0×10³kg/m³，水的比热容c＝4．2×10³J/（kg•℃）]。

【典例3-3】质量为2千克的铝块温度从60℃降低到10℃，求铝块放出的热量Q。[c＝0．9×10³J/（kg•℃）]

【变式3-1】同种物质组成的甲、乙两个物体，当他们升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是4：1时，则他们的质量之比是（　　）

A．1：2                     B．2：1                      C．4：1                     D．1：4

【变式3-2】学校实验室挂一只装有0．2g酒精作为测温液体的温度计，在一天中某一时段的初、末两个时刻，温度计的示数分别如图甲和图乙所示，乙的示数为_______℃。在这段时间内，温度计内的酒精_______（吸收/放出）的热量为 _______J。[c_酒精＝2．4×10³J/（kg•℃）]

【变式3-3】如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7．0×10⁶J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c_水＝4．2×10³J/（kg•℃），求：

（1）水吸收的热量；

（2）该太阳能热水器的效率。

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参考答案

【考点1  水的比热容的特点及应用】

【典例1-1】C

【分析】因为沙子的比热容比水的小，白天，相同质量的不同物质，吸收相同的热量后，比热容小的温度升高的多；夜晚，相同质量的不同物质放出相同的热量后，比热容小的温度下降的多，气温较低，据此回答产生这种气候的原因。

【解答】解：因为沙子的比热容较小、水的比热容较大，白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；所以沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大。

故选：C。

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