比热容的物理意义
比热容的物理意义
单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃，所吸收(放出)的热量叫做物质的比热容.比热容的物理意义是什么呢?下面是学习啦小编为大家带来的关于比热容的物理意义，希望会给大家带来帮助。
比热容物理意义
探究物体吸热升温情况的时候，涉及到了热量、质量、温度等概念，并运用了控制变量的研究方法.做法是使不同研究对象的质量和升高的温度相同，比较它们所需的加热时间，加热时间的长短，反映了不同研究对象在加热过程中吸收热量的情况.探究表明：不同物体吸热升温的能力与质量大小、吸热多少有关，还与物质种类有关.因此用质量、温度和热量可定义一个新的量，这个量能反映物体吸热升温的特性.据此意义，我们用单位质量和温度相乘的积做分母——分母反映了研究中不变的量，用加热过程中吸收的热量做分子——分子反映了研究中变化的量，这样整个分式就表现了不同物质吸热升温的具体特性，这个特性物理学上用比热容来定义.
1. 知道比热容的单位及意义
单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃，所吸收(放出)的热量叫做物质的比热容.由概念可知，比热容的单位是由质量的单位㎏、温度的单位℃、热量的单位J构成的复合单位，其表达式为J/(㎏·℃).干泥土的比热容0.84×103 J/(㎏·℃)，表示的物理意思是1㎏干泥土，温度升高1℃，吸收的热量是0.84×103 J.比热容是物质的基本物理属性，只要是干泥土，不管质量多少，也不管温度高低，一般情况下其值是不变的常量.
例1.烧杯中装有200毫升酒精，用出一半后，余下部分的质量是_______，密度是_____，比热容是________.
解析：比热容和密度一样，是物质的基本属性，其值由物质种类决定，跟物体体积大小、质量多少、温度高低无关.查密度表可知酒精的密度是0.8×10㎏/m，查比热容表可知酒精
3的比热容是2.4×10 J/(㎏·℃).
答案：160g、0.8×103㎏/m3、2.4×103 J/(㎏·℃)
2. 正确书写、认读比热容
比热容是个比较复杂的物理量，书写和认读常成为不少同学的学习障碍.消除书写和认读障碍的有效方法是知道比热容这个量的构成.从数学意义上讲比热容是个分式，分母是物体单位质量和温度的乘积，分子是单位质量的物质升高1℃吸收的热量，认读和书写要按从左到右、先分子后分母的顺序进行.
例2.一铝块质量是500g，温度升高1℃，吸收了0.44×10 J的热量，则铝的比热容是_____读作______________.
解析：500g铝温度升高1℃，吸收0.44×10 J的热量，则单位质量1㎏的铝温度升高1℃，吸收的热量是0.88×103 J.
答案：0.88×103 J/(㎏·℃)、0.88×103焦耳每千克摄氏度.
3. 知道水的比热容最大
相同质量的水温度升高1℃吸收的热量要比其他物质多得多.阅读常见物质比热容表，能发现常见物质中水的比热容4.2×103 J/(㎏·℃)是最大的.正是这一特性，水在生产和生活中常成为冷却剂和保温剂.城市建筑大多为石头和混凝土，在温度的空间分布上, 城市犹如一个温暖的岛屿，形成了热岛效应.城市中心建设人工湖，能够缓解热岛效应，大量的水甚至能够影响区域的气候和气温.
例3. 长江三峡库区建成前后相比较，建成后周边几公里内冬季气温会_________，夏季气温会_________这是因为___________________________.
解析：三峡库区建成前区域内以砂石泥土为主，砂石泥土的比热容远小于水，夏天烈日照射下，砂石泥土升温要快些，温度也会升得高些;冬天砂石泥土降温快些，温度也要降得低些.库区建成后，区域内水量大增，水的比热容最大，夏天同样的日照，水升温要慢些，
区域内气温较之前也要低些;冬天寒流来袭，水降温会慢些，降温幅度就要小些.
答案：高些、低些、水的比热容远大于砂石泥土的比热容.
4. 了解比热容与物质状态有关
发生物态变化物质结构会相应改变，比热容也会随之变化.水的比热容4.2×10 J/(㎏·℃)，结成冰，冰的比热容是2.1×103 J/(㎏·℃)，两者相差很大.在探究晶体熔化和凝固规律的实验中，绘制熔化和凝固图像时，细心的同学会发现晶体类物质在不同状态下吸热升温的速度不同，放热降温时的速度也不同，就是由于不同状态，物质的比热容不同引起的.
例4.冬季大河没有封冻，大地没有被冰雪覆盖，气温下降一般较缓;到了大河封冻，冰雪覆盖大地，寒流来袭时，气温会迅速下降，请解释这种气象发生的原因.
解析：这样的天气现象与物质的比热容有很大关系.大河没有封冻，大地没有被冰雪覆盖时，地表一般被水和植物覆盖.水的比热容最大，植物的比热容也较大，遇到降温水、植物、土壤都能放出很多热量，补充到空气中，气温就不会降得太快、太低.大河封冻，冰雪覆盖大地，情况就变了，一方面冰雪比热容小，降温时，能释放到空气中的热量少;另一方面冰雪又是热的不良导体，阻碍了水和地表向空中散发热量，这样遇到寒流气温就会快速下降.
5. 利用比热容计算相关量
在热传递过程中，物体吸收的热量与物体的质量成正比，与物体升高的温度成正比，还与物质的种类有关，利用物质的比热容，能对物体在热传递过程中吸收或放出的热量进行定量计算，还可以借助热平衡方程，测算一些难以直接测量的物理量.
例5.图甲是用水来冷却热牛奶的示意图.图乙是记录牛奶和水温随时间变化的图象.图乙中表示热牛奶的温度随时间变化的曲线应是_________曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，由图像可知牛奶的初温是_________℃，二者最终温度是_________℃.若牛奶的质量300 g，水的质量为500g，牛奶放出的热量有70%被水吸收，在这个过程中水吸收的热量是__________J，牛奶的比热容是________ .
解析：热传递中初温50℃的牛奶放热降温，初温10℃水吸热升温，所以曲线Ⅰ反映了牛奶温度的变化情况，曲线Ⅱ反映了水温度变化的情况.完成热传递后水和牛奶的温度趋向一致20℃.知道水的质量，水温变化情况，根据水的比热容，就能算出水吸收的热量.由水吸收的热量可算出牛奶放出热量，再根据放热公式就能算得牛奶的比热容.
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