第13章 内能 13.3 比热容
1. 比热容
【知识点回顾】
（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．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1℃，吸收的热量是4.2×103焦耳．
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量和它温度降低1℃放出的热量相等，也是它的比热． （3）比热表
比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热．物理学中，常把由实验测定的物质的比热，列成表格，便于查找． 物质 103J/（kg•℃） 比热容×物质 103J/（kg•℃） 比热容×水 4.2 铝 冰 2.1 砂石 酒精 2.4 干泥土 0.84 煤油 2.1 铁、钢 0.46 蓖麻油 1.8 铜 0.39 汞 0.14 铅 0.13 0.88 0.92 从表中还可以看出，各物质中，水的比热容最大．这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些．水的这个特征对气候的影响很大．在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海地区温度降低也少．所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大．在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷． （4）水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用．如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却．冬季也常用热水取暖． 【命题方向】 第一类常考题：
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关于比热容，下列说法正确的是（ ） A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B．物体的比热容跟物体的温度有关 C．物体的质量越大，它的比热容越大 D．物体的比热容与温度、质量都没有关系
分析：比热容是物质本身的一种特性，反映了物体的吸热或放热能力，大小只与物质有关，与其它因素没有关系．
解：比热容是物质本身的一种特性，其大小是由物质决定的，与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关． 故选D．
点评：此题考查了比热容的特点，要掌握其物理意义，真正理解是物质本身一种特性的真正含义．
第二类常考题：
根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（ ） 物质 比热容[J/（kg•℃）] 物质 比热容[J/（kg•℃）] 水银 0.14×103 水 4.2×103 103 沙石 0.92× 冰 2.1×103 A．制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小 B．北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性 C．由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大 D．由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
分析：A、液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质，水银的比热容小，吸收相同的热量时，温度变化得更明显；
B、 暖气中的传热介质，要求在降低相同的温度时放出更多的热量，就需要比热容较大的水；C、沙石的比热容比较小，在同样受热和受冷的情况下，沙石的温度变化值比较大，所以内陆地区的昼夜温差大；
D、冷却食品时，冰的效果好一些，因为冰在熔化的过程中要从物体吸收热量．
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解：A、水银的比热容比较小，吸收相同的热量温度升得更高，可以更准确地测量物体的温度，所以A是正确的；
B、水的比热容比较大，降低相同的温度时可以放出更多的热量，取暖效果更好，所以B是正确的；
C、因为水比沙石的比热容大，在吸收和放出相同的热量时，水的温度变化值更小，沙石的温度变化值大，所以内陆地区比沿海地区的昼夜温差大，所以C是正确的；
D、虽然水的比热容比较大，但冰在熔化时会吸收热量变为水继续冷却食品，冷却的效果是更好． 故选D．
点评：此题考查的是比热容知识在生活中的应用，理论联系实际，是一道好题． 【解题方法点拨】
（1）对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不同的．如：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），而冰的比热容是2.1×103J（kg•℃）．
（2）对于物质的比热容，可以从以下两个方面理解：首先，比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它既不随物质质量的改变而变化，也不随物质吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化，也就是说，只要是相同的物质，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，它的比热容一定是相同的；其次，不同物质的比热容不同，同种物质的比热容相同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，还可以利用物质的这种特性来鉴别物质． 2. 比热容解释简单的自然现象 【知识点回顾】
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． 【命题方向】
考主要利用水的比热容大这一特点结合生活中的现象进行考察． 例1：下列能用比热容解释的事实是（ ） A．用力搓手后双手发热 B．吐鲁番地区昼夜温差较大
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C．堆积的种子受潮升温 D．生石灰加水温度骤然升高
分析：比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少，体现了物质的吸放热能力的强弱，据此来对选项中的描述进行分析．
解：A、搓手发热是做功使物体内能增加的过程，与比热容无关；
B、内陆地区昼夜温差大，是砂石比热容太小的缘故，即同样吸放热时，砂石的温度变化明显，与比热容有关；
CD、堆积的种子受潮升温，生石灰加水温度骤然升高，两项都是发生生物化学反应的缘故，与比热容无直接关系． 故选B．
点评：本题考查了比热容的特点的应用，应用所学知识，解释了实际问题，体现了新课标的要求，属于中考热点问题．
例2：在烈日当空的海边玩耍，你会发现沙子烫脚，而海水却是凉凉的，这是为什么？ 分析：根据水的比热容的特点与沙子的比热容进行比较分析．
解：吸收相同热量，水的比热容大，温度升高的少，沙子温度升高的多，沙子烫脚． 答：与同质量的海水相比，沙子的比热容较小，吸收相同热量时，沙子的温度升得快，所以沙子烫脚，而海水却是凉凉的．
点评：考查了水的比热容的特点以及用水的比热容来解释自然现象的知识点． 【解题方法点拨】
主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握，应用好“质量、吸收的热量相同时，比热越大温度升高的越小”是解答的关键，可以借助Q=cm△t帮助记忆． 3. 热量的计算 【知识点回顾】
物体的温度升高时吸收热量为：Q吸=cm（t-t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）
式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，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．
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【命题方向】 第一类常考题：
铜的比热容是铅的比热容的3倍．质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1：2，则它们吸热之比为（ ）
A．2：3 B．3：2 C．6：1 D．1：6
分析：知道铜和铅的比热容之比、升高的温度值比、质量m相同，根据公式Q吸=cm△t求它们吸收的热量之比． 故选B．
点评：本题考查了学生对热量公式的掌握和运用，涉及到两个物体关于热量、质量、温度变化量、比热容的比值，要防止因颠倒而出错．
（2）第二类常考题：
为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L．在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/kg．求：
（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？ （2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？
分析：（1）利用密度公式求出水的质量，知道水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）由题知，Q吸=Q放，再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qm求需要天然气的质量． 解：（1）一满箱水的体积： v=200L=200×10-3m3， 一满箱水的质量：
m水=ρ水v=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=200kg， 一满箱水的温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（65℃-15℃）=4.2×107J， 10台热水器装满水时，水吸收的热量： Q=4.2×107J×10=4.2×108J；
（2）由题知，10台热水器获得的太阳能相当于质量为m的天然气完全燃烧放出的热量，
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答：（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了4.2×108J的热量； （2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5kg天然气．
点评：本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用，注意200L≠200kg，必须利用密度公式计算． 【解题方法点拨】
虽然做功和热传递改变物体内能的方式不同，做功的过程属于能量的转化，而热传递属于内能的转移，但二者在改变物体的内能上却是等效的，例如，一根锯条的温度升高了，内能增大了，可能是由于摩擦生热，也可能是放在火上烤的结果，如果没有看见内能改变的过程，就无法判断内能是通过哪种方式改变的．
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