Question

12．为了测量某种液体的比热容，把质量为100g的铜块从沸腾的水中取出（标准大气压下），迅速投入质量为100g，温度为10℃的待测液体中，混合后的共同温度是25℃．若不计热量损失，求：
（1）铜放出的热量；
（2）铜放出的热量相当于燃烧了多少m³的天然气？（q=3×10⁷J/m³）
（3）这种液体的比热容为多少[铜的比热容 c=0.4×10³J/（kg•℃）]？

Answer 1

分析 （1）知道铜块的质量、铜的比热容、铜块的初温和末温，利用放热公式Q_放=cm△t求铜块放出的热量；
（2）天然气燃烧放出热量与铜块放出的热量相等，利用Q_放=Vq计算天然气的体积；
（3）若不计热量损失，这些热量被液体吸收，即Q_吸=Q_放，而Q_吸=c_液m_液△t_液，据此求液体的比热容．

解答 解：
（1）铜块的质量：m_铜=100g=0.1kg，
铜块放出的热量：
Q_放=c_铜m_铜△t_铜=0.4×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃-25℃）=3000J，
（2））由题意可知：Q_吸=Q_放=Vq
需要天然气的体积为V_天然气=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{3000J}{3×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=1×10^-4m³．
（3）若不计热量损失，这些热量被液体吸收，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）铜放出的热量为3000J；
（2）铜放出的热量相当于燃烧了1×10^-4m³的天然气；
（3）这种液体的比热容为2×10³J/（kg•℃）．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）和放热公式Q_放=cm（t₀-t）、燃料燃烧放出热量公式Q_放=Vq的掌握和运用，利用好“若不计热量损失Q_吸=Q_放”是本题的关键．