巧用圖像法解答比熱容問題
2008-04-29 00:00:00崔海華
物理教學(xué)探討 2008年16期
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(diǎn)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?？梢?，圖線越陡，表示比熱容越??；反之，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(diǎn)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(jì)初溫相同?，F(xiàn)用這兩支溫度計(jì)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(jì)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(jì)、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(jì)的初溫相同，末溫相同，表示兩支溫度計(jì)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(diǎn)相同；因?yàn)榻饘偾蚍艧幔瑘D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?yàn)榉乓仪虻乃哪馗?；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。
