《2025年新课程实践与探究丛书九年级物理全一册人教版》

(2024·黑龙江)楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热量带到房屋中,即通过热传递供暖,这是因为水的______大,若暖气中$50kg的水的温度降低2^{\circ}C$,则放出的热量是______J。$[c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)]$

答案： 比热容$ 4.2×10^{5}$

例2
(2024·武威期中)在一个标准大气压下,将一个质量为$2kg$的金属块,加热到$500^{\circ}C$后,立即投入质量为$1kg$、初温为$20^{\circ}C$的冷水中,不计热量损失,最终水温升高了$30^{\circ}C$。
(1)求水吸收的热量；
(2)求金属块的比热容；
(3)取出金属块后,给水继续加热,水又吸收了$1.05×10^{5}J$的热量,求水的末温[水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$]。

答案：
(1)水吸收的热量:$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2× 10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius )}× 1\ kg× 30\ ℃=1.26× 10^{5}\ J$;
(2)水的末温度为:$t=\Delta t+t_{0水}=30\ ℃+20\ ℃=50\ ℃$,根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即$Q_{吸}=Q_{放}=1.26× 10^{5}\ J$,由$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$得金属块的比热容:$c_{金}=\dfrac{Q_{放}}{m_{金}(t_{0金}-t)}=\dfrac{1.26× 10^{5}\ J}{2\ kg×(500\ ℃-50\ ℃)}=0.14× 10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius )}$;
(3)由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水升高的温度：$\Delta t'=\dfrac{Q'_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\dfrac{1.05× 10^{5}\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius )}× 1\ kg}=25\ ℃$,则水的末温$t'=50\ ℃+25\ ℃=75\ ℃$。

(2024·萧县期中)有一根烧红的铁棒,温度是$800^{\circ}C$,质量是$400g$,若使它的温度降低到$20^{\circ}C$,则要放出多少热量？若这些热量全部被水吸收,则能使初温为$20^{\circ}C$、质量为$400g$的水的温度升高多少？[已知铁的比热容$c_{铁}= 0.46×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,水上方的气压为标准大气压]

答案： （1）铁钉放出的热量:$Q_{铁放}=c_{铁}m_{铁}(t_{铁1}-t_{铁2})=0.46× 10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius )}× 400× 10^{-3}\ kg×(800\ ℃-20\ ℃)=1.4352× 10^{5}\ J$。（2）由题意可知,$Q_{吸}=Q_{放}=1.4352× 10^{5}\ J$,由$Q_{吸}=cm\Delta t$得水升高的温度为:$\Delta t=\dfrac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\dfrac{1.4352× 10^{5}\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius )}× 400× 10^{-3}\ kg}\approx85.4\ ℃$,水的末温为$105.4\ ℃$,因为标准大气压下水的沸点为$100\ ℃$,因此水的温度升高到$100\ ℃$,所以水升高的温度为:$\Delta t'=t-t_{0}=100\ ℃-20\ ℃=80\ ℃$。