在学习物理的过程中,理解比热容的概念及其应用是非常重要的。比热容是物质的一种特性,用来描述单位质量的物质温度升高或降低1℃所吸收或释放的热量。为了帮助同学们更好地掌握这一知识点,我们特别整理了以下练习题及答案。
基础练习
题目1
一块质量为200克的铜块,温度从20℃升高到80℃,已知铜的比热容为0.39×10³ J/(kg·℃),求铜块吸收的热量是多少?
解答
根据公式 \( Q = cm\Delta t \),其中:
- \( c = 0.39 \times 10^3 \) J/(kg·℃)
- \( m = 200 \) g = 0.2 kg
- \( \Delta t = 80 - 20 = 60 \) ℃
代入公式:
\( Q = 0.39 \times 10^3 \times 0.2 \times 60 = 4680 \) J
因此,铜块吸收的热量为 4680焦耳。
题目2
某金属块的质量为500克,比热容为0.45×10³ J/(kg·℃),若该金属块释放了2250焦耳的热量后,温度降低了30℃,求该金属块的初始温度。
解答
根据公式 \( Q = cm\Delta t \),其中:
- \( Q = -2250 \) J(负号表示放热)
- \( c = 0.45 \times 10^3 \) J/(kg·℃)
- \( m = 500 \) g = 0.5 kg
- \( \Delta t = t_{\text{初}} - t_{\text{末}} = 30 \) ℃
可得:
\( -2250 = 0.45 \times 10^3 \times 0.5 \times 30 \)
解得:
\( t_{\text{初}} = t_{\text{末}} + 30 \)
由于 \( t_{\text{末}} \) 不明确,需进一步分析实际问题背景。假设 \( t_{\text{末}} = 0 \),则 \( t_{\text{初}} = 30 \) ℃。
提高练习
题目3
两块不同材料的金属块,质量分别为100克和200克,分别放入同一杯水中,水温上升了10℃。若第一块金属块的比热容为0.5×10³ J/(kg·℃),第二块金属块的比热容为0.3×10³ J/(kg·℃),求两块金属块释放的总热量。
解答
设两块金属块分别释放的热量为 \( Q_1 \) 和 \( Q_2 \)。根据公式 \( Q = cm\Delta t \):
- 第一块金属块:
\( Q_1 = 0.5 \times 10^3 \times 0.1 \times 10 = 500 \) J
- 第二块金属块:
\( Q_2 = 0.3 \times 10^3 \times 0.2 \times 10 = 600 \) J
两块金属块释放的总热量为:
\( Q_{\text{总}} = Q_1 + Q_2 = 500 + 600 = 1100 \) J
因此,两块金属块释放的总热量为 1100焦耳。
通过以上练习,我们可以看到比热容在实际问题中的广泛应用。希望这些题目能够帮助大家加深对这一概念的理解,并在考试中取得更好的成绩!