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聚焦物质吸放热图象

2023-09-30于娟李爱华

初中生学习指导·中考版 2023年9期
关键词:内能比热容物理量

于娟 李爱华

對物质吸放热图象的考查是中考常见题型,下面举例介绍其解题思路。

例 (2022·江苏·徐州)阅读短文,回答下列问题:

牛顿冷却定律

当一个物体表面温度比周围环境高时,该物体就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15 ℃),这个结论符合实际散热规律,被称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q = k(t物 - t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关。如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容大小关系,从而可以进行比热容的测量。

(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做_________。

(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是_________。

A. 速度         B. 密度         C. 功率         D. 效率

(3)一个物体温度为30 ℃,周围环境温度保持20 ℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29 ℃时,散热快慢为_________。

(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30 ℃,周围环境温度保持20 ℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示。已知水和盐水的散热系数相同,水的比热容为4.2 × 103 J/(kg·℃),盐水的密度为1.1 × 103 kg/m2,则盐水的比热容为_________J/ (kg·℃) 。

解析:(1)物体向周围散热,物体的内能转移到周围温度较低的物体上,内能减小,这种方式叫热传递。

(2)q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,这三者的物理意义接近,速度单位为m/s。功率单位与散热快慢单位都是J/s。故C符合题意。

点评:放热时间的长短反映放热的多少,结合公式Q = cm(t初 - t末)即可找出除比热容之外的物理量之比,进而解出比热容之比。

(作者单位:江苏省阜宁县明达初级中学)

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