Question

12．為了測量某種液體的比熱容，把質量為100g的銅塊從沸騰的水中取出（標準大氣壓下），迅速投入質量為100g，溫度為10℃的待測液體中，混合后的共同溫度是25℃．若不計熱量損失，求：
（1）銅放出的熱量；
（2）銅放出的熱量相當于燃燒了多少m³的天然氣？（q=3×10⁷J/m³）
（3）這種液體的比熱容為多少[銅的比熱容 c=0.4×10³J/（kg•℃）]？

Answer 1

分析 （1）知道銅塊的質量、銅的比熱容、銅塊的初溫和末溫，利用放熱公式Q_放=cm△t求銅塊放出的熱量；
（2）天然氣燃燒放出熱量與銅塊放出的熱量相等，利用Q_放=Vq計算天然氣的體積；
（3）若不計熱量損失，這些熱量被液體吸收，即Q_吸=Q_放，而Q_吸=c_液m_液△t_液，據此求液體的比熱容．

解答 解：
（1）銅塊的質量：m_銅=100g=0.1kg，
銅塊放出的熱量：
Q_放=c_銅m_銅△t_銅=0.4×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃-25℃）=3000J，
（2））由題意可知：Q_吸=Q_放=Vq
需要天然氣的體積為V_天然氣=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{3000J}{3×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=1×10^-4m³．
（3）若不計熱量損失，這些熱量被液體吸收，即Q_吸=Q_放，
由Q_吸=c_液m_液△t_液得：
c_液×0.1kg×（25℃-10℃）=3000J，
解得：c_液=2×10³J/（kg•℃）；
答：（1）銅放出的熱量為3000J；
（2）銅放出的熱量相當于燃燒了1×10^-4m³的天然氣；
（3）這種液體的比熱容為2×10³J/（kg•℃）．

點評 本題考查了學生對吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）和放熱公式Q_放=cm（t₀-t）、燃料燃燒放出熱量公式Q_放=Vq的掌握和運用，利用好“若不計熱量損失Q_吸=Q_放”是本題的關鍵．