比热容:物质的温度升高时热量与质量升高的温度乘积之比
1.比热容的定义及单位
比热容是指一定质量的某种物质,温度升高时吸收(或放出)的热量与质量升高的温度乘积之比。它的单位是焦耳每千克摄氏度(J/(kg⋅℃)),符号为J/(kg⋅℃)。例如,水的比热容为4.2×10^3J/(kg⋅℃),意味着1千克的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×10^3焦耳。
2.水的比热容及其意义
水的比热容c水=4.2×10^3J/(kg⋅℃),这意味着质量为1千克的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×10^3焦耳。在日常生活中,水的这一特性使其成为理想的冷却介质。
3.比热容计算实例
假设有一个质量为9kg的冰块,密度为0.9×10^3kg/m^3。求冰块的体积。
解答:根据密度公式ρ=m/V,可得冰块的体积V=m/ρ=9kg/(0.9×10^3kg/m^3)=0.01m^3。
4.物体的比热容与体积的关系
一个铁球的质量是1.58kg,体积是0.5dm^3。求铁球的密度。
解答:根据密度公式ρ=m/V,可得铁球的密度ρ=1.58kg/0.5dm^3=3.16kg/dm^3。
5.比热容的应用实例
为了响应***“低碳环保,节能减排”的号召,我国多地设置了共享单车租借站点。假设质量为55kg的小明同学骑共享单车上学,路程为1500m,用时5分钟(设小明骑车上学做匀速直线运动)。求小明骑车的速度。
解答:根据速度公式v=s/t,可得小明骑车的速度v=1500m/300s=5m/s。
6.比热容的计算及应用
现在需要6千克40摄氏度的水,那么需要80摄氏度和20摄氏度的水各多少热量?(不计热***失)设需要80摄氏度水m1,20摄氏度的水m2。
解答:根据比热容公式Q=mcΔt,可得:
Q1=m1c(Δt1)=m1×4.2×10^3J/(kg⋅℃)×(80℃-40℃)=2.1×10^4m1J,
Q2=m2c(Δt2)=m2×4.2×10^3J/(kg⋅℃)×(40℃-20℃)=1.08×10^4m2J。由题意知Q1=Q2,可得m1/m2=1.08/2.1=0.5,即需要80摄氏度的水0.5千克,20摄氏度的水1千克。
7.比热容的选择题
下列关于温度、热量、内能和功的说法中,正确的是( )
A.物体温度高,所含的热量多
一杯水的比热容比半杯水的比热容大
C.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
D.玻璃被打成碎片后比热容不变答案:D。玻璃被打成碎片后,其物理性质没有改变,因此比热容不变。
通过以上实例和解析,相信大家对比热容有了更深入的理解。在实际应用中,比热容的计算和运用对于很多领域都具有重要的意义。