题目
在利用混合法测量铜块的比热试验中,下列情况能导致铜的比热容测量值偏大的是( ) (1)铜块从沸水中拿出来放入小筒时不小心带入了热水 (2)用天平测量铜块的质量时读数偏大 (3)用量筒测量水的体积后,倒入小筒时没有倒干净 (4)温度计在测量水的初温时,读数比真实值大.A.(1)(3) | B.(1)(2) | C.(3)(4) | D.(2)(3) |
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所属题型:单选题
试题难度系数:中档
答案
A、由于将铜块从沸水中拿出来放入小筒时不小心带入了热水,即此时混合后的温度比实际温度要高,即此时水的温度变化要大,铜块的温度变化变小,故据公式Q水吸=c水m△t水可知,此时水吸收的热量变多,由于Q水吸=Q铜放,所以据公式Q铜放=c铜m△t铜,由于铜的温度变化变小,即此时Q铜放比实际值变大,△t铜变小,故此时铜的比热容变大,故该题符合题意; B、若在其他值都是准确的情况下,即据Q铜放=c铜m△t铜可知,若用天平测得铜块的质量变大,此时的测得铜的比热容变小,故该题不符合题意; C、用量筒测量水的体积后,倒入小筒时没有倒干净,即铜块放出的热量是一定的,由于Q水吸=Q铜放,即由于此时水的实际质量变小,即此时水的温度变化变大,而实际据据公式Q水吸=c水m△t计算出来的Q水吸变大,即此时所得的Q铜放变大,据公式Q铜放=c铜m△t铜可知,在△t铜一定的情况下,测得c铜变大,故该选项正确; D、温度计在测量水的初温时,读数比真实值大,即会导致水的温度变化小,即据公式Q水吸=c水m△t计算出来的Q水吸变小,即此时所得的Q铜放变小,据公式Q铜放=c铜m△t铜可知,在△t铜一定的情况下,测得c铜变小,故该选项不符合题意. 故选A. |
考点梳理
初中三年级物理试题“在利用混合法测量铜块的比热试验中,下列情况能导致铜的比热容测”旨在考查同学们对
物体内能的改变方法(做功、热传递)、
比热容的概念、
热平衡方程的应用、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 物体内能的改变方法(做功、热传递)
- 比热容的概念
- 热平衡方程的应用
考点名称:物体内能的改变方法(做功、热传递)
改变物体内能的方式
改变物体内能的两种方式,即热传递和做功。
热传递:是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就会有热传递现象发生,并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态,物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失,即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。
做功:是指能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。经典力学的定义:当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做功。
热传递可以改变物体的内能
(1)热传递:温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递。
(2)热传递条件:物体之间存在着温度差。
(3)热传递方向:能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果:高温物体内能减少,低温物体内能增加,持续到物体的温度相同为止。
注意:
(1)热传递传递的是内能,而不是传递温度,更不是传递某种热的物质。
(2)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体,不是由内能多的物体传递给内能少的物体。
做功可以改变物体的内能
(1)对物体做功,物体的内能会增加。
(2)物体对外做功,物体的内能会减少。
说明:做功和热传递是改变物体内能的两种方式;做功是其他形式的能和内能的相互转化,热传递是内能的转移;两种方式对改变物体内能是等效的。
注意:做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变,这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时,做功所消耗的能量变成了物体的势能,并未转化为物体的内能,所以物体的内能就没有改变。
考点名称:比热容的概念
比热容的概念
比热容简称比热,亦称比热容量,是热力学中常用的一个物理量,比热容的符号是c,必须为小阶,而大阶C则为热容的符号。比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文(J kg-1K-1 或 J kg-1℃-1,J是指焦耳,K是指热力学温标,与摄氏度℃相等),即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。根据此定理,最基本便可得出以下公式:
当比热容越大,该物质便需要更多热能加热。以水和油为例,水和油的比热容分别约为4200和2000,即把水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把水和油加热的话,油的温升将比水的温升大。
比热容的物理意义
比热容(specific heat capacity)又称比热容量,简称比热(specific heat),是单位质量物质的热容量,即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量,通常用符号c表示。
比热容的特征:
1、比热容是物质的一种特性:
a.比热容是反映质量相等的不同物质,在温度升高(或降低)的度数相同时,吸收(或放出)的热量是不同的物理量;
b. 不同的物质,比热容一般不同。
2、比热容也是物质的一种属性:
a.比热容不随物体的质量改变而改变;
b.比热容与温度及温度变化无关;
c.比热容与物质吸热或放热的多少无关。
3、比热容与状态有关:状态改变,比热容改变。
4、比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量:在同样受热或冷却的情况下,比热容大的物质温度变化小,比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系:
比热容最大的物质
比热容最大的物质是水。比热容C:单位质量的某种物质,温度升高1℃时吸收的热量,叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的特性之一,单位:焦/(千克℃) 常见物质中水的比热容最大。C水=4.2×103J/(kg•℃), 读法:4.2×103焦耳每千克摄氏度。
物理含义:表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。
考点名称:热平衡方程的应用
热平衡方程:
1、热平衡方程又称热交换定律,指在热传递过程中,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、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。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。而吸热则是由于温度升高,熔解及汽化过程而引起的。
3、温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递,直到系统的温度相等。在热量交换过程中,遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量,实际上就是内能的转移,高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。
验证热平衡方程的方法
1、用量筒量出50克冷水倒入烧杯内;量出100克热水倒入量热器内。分别测出热水和冷水的温度。
2、小心地将冷水倒入盛热水的量热器中,用搅拌器搅拌水,促使水的温度很快变得相同。用温度计测出混合后的水温。
3、计算出热水降低到混合水温时放出的热量,以及冷水升高到混合水温时吸收的热量。
4、改变初始水温及冷水、热水的质量再做2次实验。
将测量及计算结果填入表中:
5、对热水放出的热量与冷水吸收的热量进行比较,看看二者是否相等。如果二者不相等,试分析产生误差的原因。
【注意事项】
1、混合后要用搅拌器充分搅拌,但搅拌时间不宜太长,停止搅拌时要立即读出混合后的水温。
2、注意正确使用量筒、量热器和温度计,结合实验者的操作情况分析误差产生的原因,从而正确理解热平衡方程。
热平衡方程的应用
例:家庭使用的液化石油气储存在钢罐里,钢罐顶部有一个阀门开关,罐内气压大于大气压.石油气泄漏时易发生中毒、爆炸和火灾事故,已知石油气热值为3.5×107J/kg,烧水时,设石油气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,问:
(1)将质量为2.5kg,初温为20℃的水加热到100℃,需吸收多少热量?需完全燃烧石油气多少千克?(C水=4.2×103J•kg-1•℃-1)
(2)当发现家中钢罐内的液化石油气泄漏时,为防止事故的发生你应采取哪些措施?
分析:(1)知道水的质量、比热容和温度的变化,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;由题意可知Q放=Q吸,根据Q放=mq求出需完全燃烧石油气的质量;
(2)由于液化石油气是易燃气体,故不能有明火出现.
解答:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)
=8.4×105J;
由题意可知,Q放=Q吸=8.4×105J,
由Q放=mq可得,需完全燃烧石油气的质量m′=Q放/q=2.4kg,即
(2)严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气.
答:(1)水吸收8.4×105的热量,需完全燃烧石油气2.4kg;
(2)严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气.
点评:本题考查了学生对公式Q吸=cm△t和Q=mq的理解与掌握,要注意当液化石油气泄漏时,应当关闭阀门、开窗通气,一定不要出现明火,否则会发生爆炸.