初中物理中涉及比熱容的問題通常應(yīng)用公式Q=cmΔt來討論,但有時較繁瑣,若我們用畫圖像的方法來解答,則可迅速解答、事半功倍。
1 認(rèn)識T-t圖像
例1 分別用兩個完全相同的“熱得快”同時給質(zhì)量和初溫相同的A、B兩種液體加熱,它們的溫度隨時間的變化圖像如圖1所示。由圖可以看出,__________液體的溫度升高得快,_____________液體的比熱容大。
解析 該圖像表示溫度隨時間變化的圖像。由于兩個完全相同的“熱得快”同時給質(zhì)量和初溫相同的液體加熱,在圖像上作一t=10min時與T軸平行的線,此線交點表示在吸收相同熱量后A、B的溫度,由圖可知,tA>tB,即相同的時間,A升高的溫度大于B升高的溫度,即A溫度升高得快,B的比熱容大。
評析 本題還可以作一T=80℃平行于t軸的圖線,兩物體溫度變化相同,由Q=cmΔt,m同,c越大的Q越大,也得出B的比熱容大于A的比熱容。可見,圖線越陡,表示比熱容越?。环粗?,圖線越平緩,表示比熱容越大。
2 T-t圖像的應(yīng)用
例2 質(zhì)量和初溫相同的銅球和水,它們吸收相同的熱量后,將銅球立即投入水中,則( )
A.銅球和水之間無熱傳遞。
B.溫度由銅球傳給水。
C.內(nèi)能由銅球傳給水。
D.熱量由水傳給銅球。
解析 初溫相同,圖2表示圖像起點相同;m相同;由于銅的比熱容小于水的比熱容,所以在圖2所示中較陡的線代表銅,則吸收相同的熱量(即時間相同)后,銅的末溫高于水的末溫,熱量由銅傳給水,答案選擇C。
例3 兩支完全相同的溫度計初溫相同?,F(xiàn)用這兩支溫度計分別去測甲、乙兩種液體的溫度,測得的結(jié)果相同(示數(shù)均高于溫度計的初溫)。已知甲、乙兩種液體的質(zhì)量相等,并且都比較小,乙液體原來的溫度高于甲液體原來的溫度。如果不考慮溫度計、待測液體與外界的熱傳遞,則可判斷( )
A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容。
B.甲液體的比熱容小于乙液體的比熱容。
C.甲液體的比熱容等于乙液體的比熱容。
D.無法判斷。
解析 由題意完全相同的兩支溫度計的初溫相同,末溫相同,表示兩支溫度計吸收的熱量相同,即甲、乙兩種液體放出的熱量相同;m相同;可以作出如圖3所示的圖像,甲的圖像平緩些,甲的比熱容大于乙的比熱容,答案選擇A。
例4 把質(zhì)量相同、材料不同的兩個金屬球甲和乙加熱到相同的溫度,然后分別投入兩杯初溫相同、質(zhì)量也相同的水中,最后發(fā)現(xiàn)投入乙球的杯內(nèi)水溫較高,那么可以斷定,甲、乙兩種金屬的比熱容c甲______c乙(選填>、<、=)。
解析 兩金屬球加熱到相同的溫度,說明圖像起點相同;因為金屬球放熱,圖像是向下傾斜的直線,水吸收熱量,是向上傾斜的線;m相同;又因為放乙球的水的末溫高;可作出如圖4所示圖像,甲的圖像陡些,比熱容較小。很顯然答案是:c甲<c乙。