探究物質的比熱容
【實驗裝置】如圖所示
【實驗方法】控制變量法。
【實驗關鍵】
(1)取質量_____的水和煤油分別倒入兩隻相同的燒杯中。
(2)用溫度計測出加熱前兩液體的溫度t1並記錄。
(3)用火焰_____的酒精燈(或規格_____的電加熱器)分別對水、煤油加熱，加熱過程中提拉攪拌器攪拌。
(4)用秒表測量並計算兩種液體溫度從t1達到相同的溫度t2所用的時間t。加熱時間越長的液體，從熱源吸收的熱量_____。
(5)實驗數據：
(6)實驗結論：相同質量的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量_____。
【要點探究】
(1)為什麼要使用火焰相同的酒精燈(或規格相同的電加熱器)加熱、兩隻相同的燒杯裝液體？
提示：火焰相同的酒精燈(或規格相同的電加熱器)在相同時間內放出的熱量相等，相同的燒杯導熱性能、自身吸收的熱量相同，能保證研究對象在相同時間內吸收相等的熱量。
(2)怎樣判斷研究對象吸收熱量的多少？
提示：採用「轉換法」，當熱源相同時，用加熱時間反映物質吸收熱量的多少，加熱時間越長，物質吸收的熱量越多。
(3)怎樣比較不同物質吸熱能力的強弱？
提示：方法有兩種：①使等質量的不同物質吸收相同的熱量後，比較溫度的變化，溫度變化較小，其吸熱能力強；
②使等質量的不同物質升高相同的溫度後，比較吸收的熱量(加熱時間)，吸收熱量多的其吸熱能力強。
【失分盲點】敘述結論時，一定要注意強調前提條件，即控制不變的量。
(1)對同種物質而言，在「質量相同」的條件下，表述「吸收的熱量」與「升高溫度」的關係，在「升高溫度相同」的條件下，表述「吸收的熱量」與「質量」的關係。
(2)對不同物質而言，在「質量相等、升高溫度相等」的條件下，表述「吸收的熱量」與「物質種類」的關係；在「質量相等、吸收熱量相等」的條件下，表述「升高的溫度」與「物質種類」的關係。
【示範案例】1.如圖所示是「探究不同物質吸熱升溫現象」的實驗，將質量相等的沙子和水分別裝在易拉罐中，並測出沙子和水的初溫，然後用酒精燈加熱並不斷攪拌，每隔1min記錄一次溫度。
實驗記錄如表：
(1)實驗中，加熱時間實質上反映了___________________。
(2)根據實驗數據，在圖中畫出沙子和水的溫度隨時間變化的圖像。
(3)分析圖像可知，對於質量相等的沙子和水：吸收相等熱量，升溫較快的是_______；若使兩者升高相同的溫度，則_______吸收的熱量較多。通過大量類似實驗，人們發現了物質的又一種物理屬性，物理學將這種屬性叫作_______。
【解析】本題考查物質比熱容的探究實驗。
(1)吸收熱量的多少是看不見的，但可以通過加熱時間的長短來反映，這是轉換法。
(2)根據表格中的數據在坐標系中描點並連線，即可得沙子和水的溫度隨時間變化的圖像。
(3)根據圖像可知，吸收相等熱量時，升溫較快的是沙子；若使兩者升高相同的溫度，則水加熱時間更長，說明水吸收的熱量較多。不同的物質升高相同的溫度時，吸收熱量的多少是不相同的，物理學中用比熱容來反映物質的這種屬性。
答案：(1)吸收熱量的多少 (2)如圖所示
(3)沙子 水 比熱容
2.在「比較不同物質吸熱升溫情況」的實驗中：
(1)小麗和小明用一套器材做加熱水和煤油的實驗，如圖甲所示。在組裝器材時應先調節_______(選填「A」或「B」)的高度，調節它的高度是為了______________________。
(2)組裝好器材，他們先後在同一個燒杯中稱出質量相等的水和煤油，分別加熱相同的時間，比較水和煤油_______，得出結論。要完成該實驗，除圖甲所示器材外，還需要的一個測量工具是_______。
(3)在對實驗進行反思時，他們認為原方案有需要兩次加熱耗時長等缺點，因此改進方案並設計了圖乙所示的裝置。與原方案相比，該方案除克服了上述缺點外還具有的優點是____________。(答出一個即可)
【解析】本題考查探究比較不同物質吸熱升溫情況。
(1)組裝實驗儀器時，應根據酒精燈及其火焰的高度先固定圖中的A部分，使酒精燈的外焰正好能給燒杯加熱，然後再固定圖中的B部分，這樣可以避免重複調整。
(2)在同一個燒杯中稱出質量相等的水和煤油，分別加熱相同的時間，使水和煤油吸收相等的熱量，比較水和煤油升高的溫度，得出結論；實驗中需要測量水與煤油的加熱時間，故還需要用到的工具是秒表。
(3)由圖乙所示實驗可知，實驗用同一燒杯用「水浴法」對水與煤油同時加熱，使水和煤油受熱均勻，不需要攪拌，同時該方案避免兩次加熱，用同一熱源加熱確保在相等時間內水和煤油吸收的熱量相等。
答案：(1)A 確保使用外焰加熱
(2)升高的溫度 秒表(或計時工具)
(3)①用「水浴法」加熱，受熱均勻，不需要攪拌；
②原方案兩次加熱，酒精燈火焰不易控制完全相同，新方案同一熱源加熱，確保相等時間內提供的熱量相等；
③兩實驗同時進行，便於同時比較水和煤油升溫的快慢(任選其一)
【備選例題】某同學在做「比較不同液體吸熱能力」的實驗中，使用相同的電加熱器給液體甲和乙加熱。
(1)分析第1、4次，第2、5次或第3、6次實驗數據，某同學認為：加熱相同的時間時，乙液體升高的溫度高一些，這說明乙液體吸收的熱量多一些。這位同學的判斷是否正確？請說明理由。_______________________。
(2)分析第2、3次或第5、6次實驗數據，可以得出的初步結論是同種物質升高相同溫度時，物質的____越大，吸收的熱量就越____(選填「多」或「少」)。
(3)通過比較第2、4次實驗數據可知，液體吸收的熱量多少與液體的_______有關，_______(選填「甲」或「乙」)的吸熱能力更強。
【解析】本題考查物體吸熱能力的探究。在分析實驗時，要注意控制變量法的應用。(1)分析1、4次實驗數據，吸收的熱量與加熱的時間有關，與升高的溫度無關，加熱的時間越長，吸收的熱量越多。
(2)分析2、3次實驗數據，物質的種類相同，升高的溫度相同，質量不同，加熱的時間不同，吸收的熱量不同，則說明同種物質升高相同溫度時，質量越大，吸收的熱量越多。
(3)分析2、4次實驗數據，液體的種類不同，在質量、升高溫度相同時，加熱時間不同，則吸收熱量不同，說明液體吸收的熱量的多少與液體的種類有關。甲加熱時間長，則甲吸收的熱量多，故甲液體吸熱能力強。
答案：(1)不正確，因為完全相同的加熱器，加熱相同的時間，放出的熱量相同，故甲、乙液體吸收的熱量相等
(2)質量 多 (3)種類 甲
【互動探究】結合【備選例題】思考以下問題：
(1)如果要你在甲、乙兩種液體中選擇一種作為汽車的冷卻液，你認為選擇液體______更好。
(2)已知液體甲的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，根據表中數據可得液體乙的比熱容為______J/(kg·℃)。
【解析】(1)因為液體甲的吸熱能力強，升高相同的溫度，它吸收的熱量大於液體乙吸收的熱量，因此選擇液體甲作為汽車的冷卻液更好。
(2)由表中第2、4次實驗數據可知，當質量、升高的溫度相等時，液體甲吸收的熱量是液體乙的2倍；根據公式Q=cmΔt，可知甲的比熱容是乙的2倍，故液體乙的比熱容為2.1×103J/(kg·℃)。或者根據表中第2、5次實驗數據，質量相等的甲、乙兩種液體吸收相等的熱量，乙升高的溫度是甲的2倍，同理根據公式Q=cmΔt，可知甲的比熱容是乙的2倍。
答案：(1)甲 (2)2.1×103
關注學習，關注物理，關注#物理怪怪怪#，更多精彩內容呈現