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例1 (2024常州期末)已知$c_{铜}<c_{铝}$,质量和初温都相同的铜块和铝块,使它们分别放出相同的热量后,再将铜块和铝块紧密接触,则铜块和铝块接触过程中 (
A.铜块释放热量,铝块吸收热量
B.铜块吸收热量,铝块释放热量
C.铜块释放温度,铝块吸收温度
D.铜块吸收温度,铝块释放温度
B
)A.铜块释放热量,铝块吸收热量
B.铜块吸收热量,铝块释放热量
C.铜块释放温度,铝块吸收温度
D.铜块吸收温度,铝块释放温度
答案:
B
例2 (2024无锡吴江模拟)用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为 (
A.$5.04× 10^{5}\ \text{J}$
B.$4.2× 10^{5}\ \text{J}$
C.$2.52× 10^{5}\ \text{J}$
D.条件不足,不能计算
C
)A.$5.04× 10^{5}\ \text{J}$
B.$4.2× 10^{5}\ \text{J}$
C.$2.52× 10^{5}\ \text{J}$
D.条件不足,不能计算
答案:
C
例3 (2024泰州兴化月考)在一个标准大气压下,一质量为2 kg的金属块,被加热到$500\ ^{\circ}\text{C}$后,立即投入质量为1 kg,温度为$20\ ^{\circ}\text{C}$的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高了$30\ ^{\circ}\text{C}$.$[c_{水}= 4.2× 10^{3}\ \text{J}/(\text{kg}\cdot^{\circ}\text{C})]$求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容;
(3)取出金属块后,给水继续加热,水又吸收了$1.05× 10^{5}\ \text{J}$的热量,求水的末温.
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容;
(3)取出金属块后,给水继续加热,水又吸收了$1.05× 10^{5}\ \text{J}$的热量,求水的末温.
答案:
(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}× 1\ \text{kg}× 30\ ^{\circ}\text{C}=1.26× 10^{5}\ \text{J}$.
(2)水的末温度为
$t=\Delta t+t_{0水}=30\ ^{\circ}\text{C}+20\ ^{\circ}\text{C}=50\ ^{\circ}\text{C}$,
根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即$Q_{吸}=Q_{放}=1.26× 10^{5}\ \text{J}$,
由$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$得金属块的比热容
$c_{金}=\frac{Q_{放}}{m_{金}(t_{0金}-t)}=\frac{1.26× 10^{5}\ \text{J}}{2\ \text{kg}×(500\ ^{\circ}\text{C}-50\ ^{\circ}\text{C})}=0.14× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}$.
(3)由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水升高的温度
$\Delta t'=\frac{Q_{吸}'}{c_{水}m_{水}}=\frac{1.05× 10^{5}\ \text{J}}{4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}× 1\ \text{kg}}=25\ ^{\circ}\text{C}$,
水的末温$t'=50\ ^{\circ}\text{C}+25\ ^{\circ}\text{C}=75\ ^{\circ}\text{C}$.
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}× 1\ \text{kg}× 30\ ^{\circ}\text{C}=1.26× 10^{5}\ \text{J}$.
(2)水的末温度为
$t=\Delta t+t_{0水}=30\ ^{\circ}\text{C}+20\ ^{\circ}\text{C}=50\ ^{\circ}\text{C}$,
根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即$Q_{吸}=Q_{放}=1.26× 10^{5}\ \text{J}$,
由$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$得金属块的比热容
$c_{金}=\frac{Q_{放}}{m_{金}(t_{0金}-t)}=\frac{1.26× 10^{5}\ \text{J}}{2\ \text{kg}×(500\ ^{\circ}\text{C}-50\ ^{\circ}\text{C})}=0.14× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}$.
(3)由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水升高的温度
$\Delta t'=\frac{Q_{吸}'}{c_{水}m_{水}}=\frac{1.05× 10^{5}\ \text{J}}{4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg·}^{\circ}\text{C)}× 1\ \text{kg}}=25\ ^{\circ}\text{C}$,
水的末温$t'=50\ ^{\circ}\text{C}+25\ ^{\circ}\text{C}=75\ ^{\circ}\text{C}$.
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