一、基本公式應(yīng)用型
例1把冰塊放在食品上面,利用冰塊吸熱保鮮食品。一塊低溫的冰吸收8.4×103 J的熱量,溫度升高10 ℃,冰塊沒(méi)有融化。試求這塊冰的質(zhì)量是多少千克?
解析由Q=cm△t,得冰塊的質(zhì)量為
m===0.4 kg
說(shuō)明當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),熱量的計(jì)算公式是Q=cm△t,可展開(kāi)為Q=cm(t-t)和Q=cm(t-t)。使用公式時(shí)應(yīng)注意理解“溫度升高到(或降低到)”“溫度升高(或降低)”的含義,從而能正確使用溫度變化量△t。
例2初溫相同的銅和鉛,它們的比熱容之比是3∶1,質(zhì)量之比是2∶3,若它們吸收相等的熱量,銅升高的溫度與鉛升高的溫度之比是()。
A. 1∶2B. 2∶1C. 2∶9D. 9∶2
解析由題設(shè)條件可知,c/c=3/1,Q/Q=1/1。根據(jù)熱量的基本公式Q=cm△t得△t=Q/cm,所以銅升高的溫度與鉛升高的溫度之比為
==××=××=
故正確的答案應(yīng)選A。
說(shuō)明利用熱量的計(jì)算公式解求比值的問(wèn)題時(shí),先要將文字語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成字母語(yǔ)言,然后利用公式列出所求的比與已知比值的關(guān)系式,再代入已知比值求得結(jié)果。
二、能量轉(zhuǎn)移型
例3為了測(cè)量某種液體的比熱容,把質(zhì)量為100 g的銅塊從沸騰的水中取出(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),迅速投入質(zhì)量為100 g,溫度為10 ℃的待測(cè)液體中,混合后的共同溫度是25 ℃。若不計(jì)熱量的損失,求這種液體的比熱容為多少?
解析銅塊放出的熱量為Q=cm△t,液體吸收的熱量為Q=cm△t。若不計(jì)熱量損失,則有Q=Q,即cm△t= cm△t 。
代入有關(guān)數(shù)據(jù)得:
c×0.1kg×(25℃-10℃)=0.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃-25℃)
解得c=2×103J/(kg·℃)
說(shuō)明研究熱傳遞問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意:①分清放熱物體和吸熱物體;②認(rèn)清混合溫度的含義,即混合溫度是吸熱物體的末溫,也是放熱物體的末溫;③注明公式中各物理量的角標(biāo)。
三、能量轉(zhuǎn)化型
例4要使4 kg的水溫度升高50 ℃需要吸收多少熱量?若這些熱量全部由燃燒酒精獲得(不計(jì)熱量損失),則需要完全燃燒多少千克的酒精?
解析由公式Q=cm△t,得水吸收的熱量為:
Q=cm△t=4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×50℃=8.4×105 J
若不計(jì)熱量損失,則有Q=Q,且Q=mq,
所以m酒精===2.8×10-2kg。
說(shuō)明在兩種形式的能量轉(zhuǎn)化中,必定有一種是內(nèi)能,另一種是其他形式的能(如化學(xué)能、電能、機(jī)械能、光能等)。解題時(shí)應(yīng)注意其他形式的能究竟是全部還是部分地轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能。