準確理解熱量

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一、熱量

1.熱量：熱量是指在熱傳遞過程中轉移能量的多少，即能量的變化量.熱量跟熱傳遞緊密相連，離開了熱傳遞就無熱量可言.對熱量只能說“吸收多少”或“放出多少”，不能在熱量名詞前加“有”“沒有”或“含有”.

2.熱量的計算

（1）熱量的計算公式：Q=cmΔt，其中Δt表示溫度的變化量：物體吸熱，t末＞t始，溫度的變化量為Δt=t末-t始；物體放熱，t始＞t末，溫度的變化量為Δt=t始-t末.計算時質量的單位應為kg，解題時還需注意溫度語言的描述——“升高了”和“升高到”的區(qū)別.

（2）燃料完全燃燒釋放出熱量的計算公式：Q=qm，其中q的單位是J／kg.氣體、液體燃料燃燒時用公式Q=qV計算，其中q的單位是J／m3.

（3）電流通過導體產生的電熱計算公式為Q=I2Rt，即焦耳定律：電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比.

二、熱量與內能的關系

熱量是物體在熱傳遞過程中內能變化的量度.物體吸收熱量，內能增加；物體放出熱量，內能減少.因此，物體吸熱或放熱，一定會引起內能的變化.

物體的內能改變了，物體卻不一定吸收或放出了熱量，這是因為改變物體的內能有兩種方式：做功和熱傳遞.即物體的內能改變了，可能是由于物體吸收（或放出）了熱量，也可能是對物體做了功（或物體對外做了功）.

三、熱量與溫度的關系

物體吸收或放出熱量，溫度不一定變化，這是因為物體在吸熱或放熱的同時，如果物體本身發(fā)生了物態(tài)變化（如冰的熔化或水的凝固）.這時，物體雖然吸收（或放出）了熱量，但溫度卻保持不變.

物體溫度改變了，物體不一定要吸收或放出熱量，也可能是由于對物體做功（或物體對外做功）使物體的內能變化了，溫度改變了.

典型例題解析

例1 下列各種現(xiàn)象形成的過程中，需要吸收熱量的是（ ）.

A.冬天，緊閉的玻璃窗內壁出現(xiàn)冰花

B.冰箱內取出的西紅柿“冒汗”

C.衣柜內的衛(wèi)生球逐漸變小

D.用鐵水澆鑄工件

解析 “冰花”是固態(tài)的水，即冰，它是由室內的水蒸氣凝華而成，凝華需要放熱，A錯；西紅柿“冒汗”是由于空氣中的水蒸氣液化而成，液化需要放熱，B錯；衛(wèi)生球逐漸變小，屬于升華現(xiàn)象，升華需要吸熱，C對；鐵水澆鑄工件屬于凝固現(xiàn)象，凝固需要放熱.

答案 C

例2 關于溫度、熱量、內能，以下說法正確的是（ ）.

A.0℃的冰沒有內能

B.水沸騰時繼續(xù)吸熱，溫度保持不變

C.物體的溫度越低，所含的熱量越多

D.物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變

解析 溫度是指物體的冷熱程度；熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少.只有發(fā)生熱傳遞才有熱量，跟熱量搭配的詞語只有：“放出熱量”“吸收熱量”“傳遞熱量”，而不能說“某物體具有熱量”“某物體的熱量”“所含的熱量”，故C錯；內能是指物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，一切物體，不論溫度高低，都具有內能.物體的內能跟物體的質量、溫度、體積、狀態(tài)有關，故A錯；晶體熔化或者凝固過程中溫度保持不變，但要吸收熱量或者放出熱量，所以物體的內能是變化的，故D錯.

答案 B

點評 本題考查了溫度、熱量、內能的知識點，解決本題的關鍵點是明白熱量和內能的概念.而D選項要求同學們熟記晶體熔化或凝固過程及水沸騰過程中溫度保持不變，但內能是改變的.

例３ 水的比熱容較大，生活中，我們常用水來加熱或散熱，例如，冬天常用熱水袋取暖，把質量為2kg，溫度為90℃的熱水裝入熱水袋中，到溫度降為30℃的時候，這些水放出了 J的熱量；如果用相同質量，相同溫度的沙來取暖，沙會冷得

（選填“快些”或“慢些”）.［c水=4.2×103J／（kg·℃）］

解析 根據(jù)熱量計算公式可知：

Q放=cm（t0-t）=4.2×103J／（kg·℃）×2kg

×（90℃-30℃）=5.04×105J.因為沙比水的比熱容小，由Δt=■可知，相同質量、初溫相同的沙子放出相同的熱量時，溫度變化更大，即降低的溫度更多，冷得更快.

答案 5.04×105 快些

例４ 用天然氣灶燒水，燃料0.5m3的天然氣，使100kg的水從20℃升高到70℃.已知水的比熱容c=4.2×103J／（kg·℃），天然氣的熱鎮(zhèn)q=7.0×107J／m3.求：

（1）0.5m3的天然氣完全燃料放出的熱量Q放.

（2）水吸收的熱量Q吸.

（3）燃氣灶的效率η.

解析 第（1）、（2）問可分別直接利用公式Q放=qV、Q吸=cm（t-t0）代入相關數(shù)據(jù)計算即可；第（3）問燃氣灶的效率就是指水吸收的熱量與天然氣放出熱量的比值.

答案 （1）Q放=qV=7.0×107J／m3×0.5m3

=3.5×107J.

（2）Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J／（kg·℃）×100kg

×（70℃-20℃）=2.1×107J.

（3）燃氣灶的效率η=Q吸／Q放=2.1×107J

／3.5×107J=60%.

例５ 某太陽能熱水器中裝有質量為50kg的水，在陽光的照射下，該熱水器中水的溫度從25℃升高到45℃.求這些水吸收的熱量.［水的比熱容為4.2×103J／（kg·℃）］

解析 利用熱量計算公式求水吸收的熱量，注意各個物理量的單位要統(tǒng)一.

答案 Q吸=cmΔt=4.2×103J／（kg·℃）

×50kg×（45℃-25℃）=4.2×106J.

點評 解答本題時要注意區(qū)別“溫度升高到”與“溫度升高了”的不同.