第四节 物质的比热容
励志名言
Everything ought to be beautiful in a human being：face，anddress，andsoul，andideas· ——Chekhov 人的一切——面貌，衣着，心灵和思想，都应该是美好的。
——契诃夫 目标导航 1．知识与技能
(1)了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性； (2)尝试用比热容解释简单的自然现象。 2．过程与方法
(1)通过探究，比较不同物质的吸热能力；
(2)了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，了解热岛效应。 3．情感态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。 重点与难点
重点是比热容的概念。难点是理解比热容。 星级提速★
1．叫做物质的比热容。一杯水，若倒掉一半，则剩余水的密度将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”，下同)；剩余水的比热容将会 。
2．水的比热容是·℃)，其物理含义是。 3．物质的比热容只与物质的 4．关于比热的概念，下面哪一句是正确的 ( )
A．物质的温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热 B．物质的质量越大，它的比热越大
C．某种物质吸收或放出的热量越多，它的比热越大 D．各种物质都有自己的比热，比热是物质的特性之一
5．水的比热较大的这一特性，以下说法中不正确的是 ( )
A．在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化比泥土、砂子的慢 B．对气温变化无影响
C．培育秧苗时，为使秧苗夜间不致冻死，可在傍晚时向秧田里多灌一些水 D．沙漠地区昼夜温差变化大
6．关于比热容下列说法正确是 （ ） A．物质吸收的热量越多，其比热容越大 B．物质的温度越高。其比热容越大
C．物质的比热容与它的质量、温度、吸收或放出的热量的多少有关
D．由于水比砂石的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温变化比沿海地区大
7．在非洲撒哈拉大沙漠的气候非常恶劣，特别是与沿海相比昼夜温差很大，其主要原因是砂石比水具有较小的 ( )
A．热量 B．比热容 C．密度 D．质量
8．甲、乙为质量相等的两种液体，用相同容器、相同的电加热器进行加热，得出甲、乙的温度与加热时间的图线，如图所示。由此可得甲、乙两物质的比热容c甲、c乙大小的关系是 ( )
A. c甲>c乙 B．c甲
9．下列说法正确的是 （ ）
A．烧开一满壶水需要提供的热量比烧开半壶水需要的热量多 B．一杯水喝得只剩一半，杯内的水的比热容降为原来的一半 C．质量相同的两种物质，升高相同的温度吸热多的物质比热容大 D．水和冰属同种物质，比热容就相同
10．下表是几种物质的比热容。请找出表中的规律，写出三条。
； ； 。 11．如图所示，两烧杯中盛有等质量的水和煤油，且用相同的火焰加热： (1)若使水和煤油都升高相同温度，则 (2)这表明温度时，吸收的热量一般是的，这是由不同物质的 不同决定的，它反映了物质的一种 。
12．许多公园里都设有供游人休息的石凳或木椅，在夏日阳光的照射下，用手摸石凳和木椅，感到石凳比木椅热。对于这种现象的原因，张扬同学提出了以下几种假设：
A．石头比木头的温度高 B．石头比木头的比热容小 C．石头比木头的密度大 D．石头比木头传热快
(1)对这几种假设，你认为正确的是
。 (2)为了验证这个假设是否正确，请你设计一个实验，并简要说明实验步骤。
13．某同学家住在海边北岸使几公里处，长期发现一个规律，他家白天总刮北风，而到了夜晚却变成了南风。请你帮他解释一下这个问题。
星级提速★★
14．现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球，球内充人一种非晶体材料，当温度升高球内材料吸热，当温度降低球内材料放热，这一过程使得建筑物内温度变化很小．则你认为这种材料应具有的特性是 ( )
A．密度大 B．密度小 C．比热容大 D．比热容小
15．已知铜、铁、铝的比热容依次增大，质量相等的铜、铁、铝三块金属块，吸收相等的热量后，则 ( )
A. 铜的温度将最高 B．铁的温度将最高 C. 铝的温度将最高 D．无法判断 16．下列说法中，正确的是 ( )
A. 发动机用水来冷却效果好，是因为水资源最丰富
B．同种物质在不同状态下的比热容一般是不同的 C．用水煮餐具，给餐具消毒，是利用水的比热容大
D．内陆地区气温变化比沿海地区气温变化显著是因为水的比热容比泥土小
17．甲、乙两种物质，质量之比为4：1，放出的热量之比是3：1，则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况，可能满足题设条件的是 ( ) ①1：1 3：4 ②2：1 1：3 ③1：2 3：2 ④1：3 9：4 A．①② B．①③④ C②③ D．①②④
18．mA=mB，被加热到相同温度后分别放入等质量的水中，A使水温升高10℃，B使水温升高20℃，且水初温相等，设AB比热分别为cA、cB，则 ( ) A．cA=cB B．cB=2 cA C. cB >2 cA D．cA
19．现给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中的a所示。若其他条件不变，只将水的质量增加，则温度与时间关系图线正确的是 ( ) A．a B．b C．c D．d
20．质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10min后取出，马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里，到两杯水的温度不再升高时，测量发现放A的水温高于放B的水温，则 ( )
A．金属块A的比热大 B．金属块A原来的温度较高 C．金属块A有较多的热量 D．金属块A有较好的导热性 21．为了比较水和煤油的比热容，小亮在家里做了下面的实验：
在两个相同的塑料瓶内分别放入质量相等，初温都是室温的水和煤油。在瓶口扎上气球，将它们同时浸入热水中，如图所示。
(1)观察到的现象是： (2)气球膨胀的大小决定于水和煤油。
(3)要使两气球膨胀的大小相同，应对加热的时间长些。 (4)此实验表明
22．为了研究物质的某种特性，某小组的同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况。记录数据分别如表一、表二所示。(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)
(1)分析比较表一和表二中的数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是的(选填“相
同”或“不同”)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据及相关条件，可得的初步结论是： ，放出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。 星级提速★★★
23．在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物体A和质量为m2、比热为c2的物体B均匀加热；物体A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示，根据图象分析可推断出正确的结论是 ( )
A．若c1=c2，则m1c2，则m1>m2
C．若m1=m2，c1c2
24．小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和 相同。
瓶水温降低了 ℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了 ℃。由此可以得出的实验结论是： 。
(3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用 方法来比较这两种材料的保温性能。
24．两个等体积的铜球，初温相等，让它们降低相等的温度，甲球放出的热量是乙球的2倍，能否判断出甲、乙两球谁是空心的？
25
．将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，图容器中的水温约为20℃，热奶约为90℃，经过一段时间，再测量一下容器的温度和奶瓶中热奶的温度均为40℃。试在坐标系中分别画出容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度随时间变化的大致图象。
【趣味物理】
比热的测定
如果在热传递过程中没有热损失，那么高温物体放出的热量总等于低温物体吸收妁热量，即Q吸＝Q放在某一系统中，若参与热传递、热交换的物体有多个，那就将吸热物体各自吸收的热量相加，记作Q吸总，即Q吸总＝c1m1tl＋c2m2t2…＋cnmntn，将效热物体各自放出的热量相加，记作Q放总，即Q放总＝c'1m'1t'l＋c'2m'2t'2…＋c'Rm'Rt'R，它们之间应满足Q吸总＝Q放总。此式称作热平衡方程。
我们可根据热平衡方程，利用混合法测定物质的比热容。Q吸总＝Q放总是在没有热损失的条件下才成立的，故在将吸热物体和放热物体混合时，应尽量减少热损失。量热器是利用混合法测物质比热容的常用实验仪器，在构造上考虑尽量防止热传递。
量热器是由一个大筒(常用胶木或玻璃制成)、一个小筒(常用铝或铜制成)，木支架、筒盖(常用胶木或塑料制成)组成。筒盖上有两个小孔，可插入搅拌器和温度计。小筒放在大筒内的木支架上，而且大小筒之间留有空际，支架和大筒选用热的不良导体，这样可防止热传导散热。将筒盖盖紧可防止对流散热，大小筒表面光亮可防止辐射散热。
用混合法测金属比热容的具体做法是先用天平称出金属块的质量m1，用线拴好金属块，然后放入装有沸水的容器中加热，此时金属块的温度为t01；再用天平称出量热器小筒和搅拌器质量m2，小筒内装的水的质量m3，小筒及水的共同初t02＝t03，小筒的比热容为c2，水的比热容为ca，将金属块从沸水中迅速拿出，立即放入小筒里的水中，并把盖盖好，用搅拌器搅动，使水和金属块的温度很快变得相同，再读温度计示数，它即是混合后共同温度t。在此过程中，水和量热撂小筒及搅拌器吸热。Q吸＝[c2m2(t一t02)＋c3m3(t一t03)]，金属块放热，Q放＝c1ml(t01—t)。由于热损失很小，可忽略不计，则Q吸＝Q放，即c1ml(t01—t)＝c2m2(t02—t)＋c3m3(t03—t)得：c1＝[c2m2(t一t02)＋c3m3(t一t03)]／m1(t01—t)。
用混合法还可以测像酒精火焰和火炉内这种不易直接测量的温度。只要找一个已知比热容的铁块(或铁球)放入火炉内加热较长时间，使铁块与炉内温度相同，然后迅速拿出铁块放入量热器小筒水中，按上面的做法，即可计算出铁块的温度，这就是火炉内温度。
第四节 物质的比热容
励志名言
Everything ought to be beautiful in a human being：face，anddress，andsoul，andideas· ——Chekhov 人的一切——面貌，衣着，心灵和思想，都应该是美好的。
——契诃夫 目标导航 1．知识与技能
(1)了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性； (2)尝试用比热容解释简单的自然现象。 2．过程与方法
(1)通过探究，比较不同物质的吸热能力；
(2)了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，了解热岛效应。 3．情感态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。 重点与难点
重点是比热容的概念。难点是理解比热容。 星级提速★
1．叫做物质的比热容。一杯水，若倒掉一半，则剩余水的密度将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”，下同)；剩余水的比热容将会 。
2．水的比热容是·℃)，其物理含义是。 3．物质的比热容只与物质的 4．关于比热的概念，下面哪一句是正确的 ( )
A．物质的温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热 B．物质的质量越大，它的比热越大
C．某种物质吸收或放出的热量越多，它的比热越大 D．各种物质都有自己的比热，比热是物质的特性之一
5．水的比热较大的这一特性，以下说法中不正确的是 ( )
A．在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化比泥土、砂子的慢 B．对气温变化无影响
C．培育秧苗时，为使秧苗夜间不致冻死，可在傍晚时向秧田里多灌一些水 D．沙漠地区昼夜温差变化大
6．关于比热容下列说法正确是 （ ） A．物质吸收的热量越多，其比热容越大 B．物质的温度越高。其比热容越大
C．物质的比热容与它的质量、温度、吸收或放出的热量的多少有关
D．由于水比砂石的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温变化比沿海地区大
7．在非洲撒哈拉大沙漠的气候非常恶劣，特别是与沿海相比昼夜温差很大，其主要原因是砂石比水具有较小的 ( )
A．热量 B．比热容 C．密度 D．质量
8．甲、乙为质量相等的两种液体，用相同容器、相同的电加热器进行加热，得出甲、乙的温度与加热时间的图线，如图所示。由此可得甲、乙两物质的比热容c甲、c乙大小的关系是 ( )
A. c甲>c乙 B．c甲
9．下列说法正确的是 （ ）
A．烧开一满壶水需要提供的热量比烧开半壶水需要的热量多 B．一杯水喝得只剩一半，杯内的水的比热容降为原来的一半 C．质量相同的两种物质，升高相同的温度吸热多的物质比热容大 D．水和冰属同种物质，比热容就相同
10．下表是几种物质的比热容。请找出表中的规律，写出三条。
； ； 。 11．如图所示，两烧杯中盛有等质量的水和煤油，且用相同的火焰加热： (1)若使水和煤油都升高相同温度，则 (2)这表明温度时，吸收的热量一般是的，这是由不同物质的 不同决定的，它反映了物质的一种 。
12．许多公园里都设有供游人休息的石凳或木椅，在夏日阳光的照射下，用手摸石凳和木椅，感到石凳比木椅热。对于这种现象的原因，张扬同学提出了以下几种假设：
A．石头比木头的温度高 B．石头比木头的比热容小 C．石头比木头的密度大 D．石头比木头传热快
(1)对这几种假设，你认为正确的是
。 (2)为了验证这个假设是否正确，请你设计一个实验，并简要说明实验步骤。
13．某同学家住在海边北岸使几公里处，长期发现一个规律，他家白天总刮北风，而到了夜晚却变成了南风。请你帮他解释一下这个问题。
星级提速★★
14．现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球，球内充人一种非晶体材料，当温度升高球内材料吸热，当温度降低球内材料放热，这一过程使得建筑物内温度变化很小．则你认为这种材料应具有的特性是 ( )
A．密度大 B．密度小 C．比热容大 D．比热容小
15．已知铜、铁、铝的比热容依次增大，质量相等的铜、铁、铝三块金属块，吸收相等的热量后，则 ( )
A. 铜的温度将最高 B．铁的温度将最高 C. 铝的温度将最高 D．无法判断 16．下列说法中，正确的是 ( )
A. 发动机用水来冷却效果好，是因为水资源最丰富
B．同种物质在不同状态下的比热容一般是不同的 C．用水煮餐具，给餐具消毒，是利用水的比热容大
D．内陆地区气温变化比沿海地区气温变化显著是因为水的比热容比泥土小
17．甲、乙两种物质，质量之比为4：1，放出的热量之比是3：1，则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况，可能满足题设条件的是 ( ) ①1：1 3：4 ②2：1 1：3 ③1：2 3：2 ④1：3 9：4 A．①② B．①③④ C②③ D．①②④
18．mA=mB，被加热到相同温度后分别放入等质量的水中，A使水温升高10℃，B使水温升高20℃，且水初温相等，设AB比热分别为cA、cB，则 ( ) A．cA=cB B．cB=2 cA C. cB >2 cA D．cA
19．现给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中的a所示。若其他条件不变，只将水的质量增加，则温度与时间关系图线正确的是 ( ) A．a B．b C．c D．d
20．质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10min后取出，马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里，到两杯水的温度不再升高时，测量发现放A的水温高于放B的水温，则 ( )
A．金属块A的比热大 B．金属块A原来的温度较高 C．金属块A有较多的热量 D．金属块A有较好的导热性 21．为了比较水和煤油的比热容，小亮在家里做了下面的实验：
在两个相同的塑料瓶内分别放入质量相等，初温都是室温的水和煤油。在瓶口扎上气球，将它们同时浸入热水中，如图所示。
(1)观察到的现象是： (2)气球膨胀的大小决定于水和煤油。
(3)要使两气球膨胀的大小相同，应对加热的时间长些。 (4)此实验表明
22．为了研究物质的某种特性，某小组的同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况。记录数据分别如表一、表二所示。(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)
(1)分析比较表一和表二中的数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是的(选填“相
同”或“不同”)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据及相关条件，可得的初步结论是： ，放出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。 星级提速★★★
23．在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物体A和质量为m2、比热为c2的物体B均匀加热；物体A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示，根据图象分析可推断出正确的结论是 ( )
A．若c1=c2，则m1c2，则m1>m2
C．若m1=m2，c1c2
24．小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和 相同。
瓶水温降低了 ℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了 ℃。由此可以得出的实验结论是： 。
(3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用 方法来比较这两种材料的保温性能。
24．两个等体积的铜球，初温相等，让它们降低相等的温度，甲球放出的热量是乙球的2倍，能否判断出甲、乙两球谁是空心的？
25
．将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，图容器中的水温约为20℃，热奶约为90℃，经过一段时间，再测量一下容器的温度和奶瓶中热奶的温度均为40℃。试在坐标系中分别画出容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度随时间变化的大致图象。
【趣味物理】
比热的测定
如果在热传递过程中没有热损失，那么高温物体放出的热量总等于低温物体吸收妁热量，即Q吸＝Q放在某一系统中，若参与热传递、热交换的物体有多个，那就将吸热物体各自吸收的热量相加，记作Q吸总，即Q吸总＝c1m1tl＋c2m2t2…＋cnmntn，将效热物体各自放出的热量相加，记作Q放总，即Q放总＝c'1m'1t'l＋c'2m'2t'2…＋c'Rm'Rt'R，它们之间应满足Q吸总＝Q放总。此式称作热平衡方程。
我们可根据热平衡方程，利用混合法测定物质的比热容。Q吸总＝Q放总是在没有热损失的条件下才成立的，故在将吸热物体和放热物体混合时，应尽量减少热损失。量热器是利用混合法测物质比热容的常用实验仪器，在构造上考虑尽量防止热传递。
量热器是由一个大筒(常用胶木或玻璃制成)、一个小筒(常用铝或铜制成)，木支架、筒盖(常用胶木或塑料制成)组成。筒盖上有两个小孔，可插入搅拌器和温度计。小筒放在大筒内的木支架上，而且大小筒之间留有空际，支架和大筒选用热的不良导体，这样可防止热传导散热。将筒盖盖紧可防止对流散热，大小筒表面光亮可防止辐射散热。
用混合法测金属比热容的具体做法是先用天平称出金属块的质量m1，用线拴好金属块，然后放入装有沸水的容器中加热，此时金属块的温度为t01；再用天平称出量热器小筒和搅拌器质量m2，小筒内装的水的质量m3，小筒及水的共同初t02＝t03，小筒的比热容为c2，水的比热容为ca，将金属块从沸水中迅速拿出，立即放入小筒里的水中，并把盖盖好，用搅拌器搅动，使水和金属块的温度很快变得相同，再读温度计示数，它即是混合后共同温度t。在此过程中，水和量热撂小筒及搅拌器吸热。Q吸＝[c2m2(t一t02)＋c3m3(t一t03)]，金属块放热，Q放＝c1ml(t01—t)。由于热损失很小，可忽略不计，则Q吸＝Q放，即c1ml(t01—t)＝c2m2(t02—t)＋c3m3(t03—t)得：c1＝[c2m2(t一t02)＋c3m3(t一t03)]／m1(t01—t)。
用混合法还可以测像酒精火焰和火炉内这种不易直接测量的温度。只要找一个已知比热容的铁块(或铁球)放入火炉内加热较长时间，使铁块与炉内温度相同，然后迅速拿出铁块放入量热器小筒水中，按上面的做法，即可计算出铁块的温度，这就是火炉内温度。