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初中物理竞赛教程(基础篇):第16讲 比热容(附强化训练题及答案)

ID:101353 2018年07月08日 资料纠错 有奖上传 收藏
【内容简介】16.1 学习提要 16.1.1 燃料的热值 1.热值的概念 燃料燃烧时能放出热量,相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值,用字母q表示。 2.热值的定义 热值的定义式为        q=Q/m 3.热值的单位 在国际单位制中,热值的单位是焦/千克(J/Kg),读作“焦每千克”。   16.1.2  比热容 1.比热容的概念 比热容简称比热,用字母c表示,是物质的特性之一,每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃吸收(或者放出)的热量。 2.比热容的定义式 比热容的定义式为        c = Q/m△t 3.比热容的单位 比热容的单位是一个组合单位,在国际单位制中,比热容的单位是焦/(千克.℃),读作“焦每千克摄氏度”。 4. 比热容的测定 比热容是物质的特性之一,在许多热学问题上都要用到,所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中,如果没有热量的损失,那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。 (1)实验原理:热平衡方程式Q 吸= Q放  (2)实验方法:实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。 (3)实验器材:量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。 (4)实验步骤:①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量; ②将金属块放入沸水(100℃)中加热一段时间; ③在量热器小筒内装入适量的常温下的水,并用温度计测出水的温度t1; ④将金属块从沸水中取出,投入量热器的小筒内,合上盖子,用搅拌器上下搅动,直到量热器中温度达到稳定为止。 ⑤用温度计测出混合温度t2. (5)实验结果:设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成,总质量为m;适量的常温下的水质量为m水,比热容为c水;待测金属块的质量为m金,比热容为c金。 由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1,待测金属块的初温为t2=100℃,混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸 = Q放 。可得 cm(t1-t2)+c水m水(t2-t1)= c金m金(t0-t2) c金=[(cm+c水m水)(t2-t1)]/[m金(t0-t2)]   16.2  难点释疑 16.2.1 温度和热量 温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态,总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化,物体从外界吸收热量,其温度一般会上升;物体向外界放出热量,其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后,物体的温度仍然有一个确定的值。 热量是物体在热传递过程中,吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值,并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大,也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点,热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。 物体的温度是某一个确定的值,对应于物体处于某一种状态。物体吸收(或者放出)的热量是某一个确定的值,对应于物体一定的温度变化(或物态变化)。在热传度过程中,物体吸收热量,温度会升高;放出热量,温度会降低,它反映了物体的两个不同的状态之间的一个变化过程。 16.2.2 量热器的使用 量热器是热学实验的重要仪器。在测定物质的比热容等实验中,它能使物体与水之间进行热交换,又能减少热量损失。其结构如图16-1所示,其中A、B为大小两铜质圆筒,C为木架,D为木(或电木)盖,盖上有两个孔,中间较大的一个孔(附软木塞)插温度计用,边上较小的一个孔插铜质搅拌器。 在用量热器测定物质(如铅块)的比热容时,应注意:①装入小筒内的水要适量,以能浸没金属块为宜;②金属块从沸水中取出到投入小筒内,动作要快,投入后要立即合上盖子,尽可能减小热损失,且投入的金属块不得带有沸水;③用搅拌器上下搅动,使液体的上下温度迅速均匀;④初温和混合温度的读取方法,已在“温度计的使用”中有过说明;⑤小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。粗略的测量比热容时,可忽略小筒和搅动器的吸热和放热,稍精确的测量则不能忽略。      16.3 例题解析 16.3.1 比热容概念的形成 例1 为研究物质的某种特性,某同学选取水、煤油两种物质做实验,表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。 ............

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