在物理学中,比热容是一个非常重要的概念。它描述了物质吸收或释放热量的能力。为了更好地理解这一概念,我们可以通过一些习题来加深认识。下面是一些关于比热容的练习题,并附有详细的解答过程。
例题一:
一块质量为200克的金属块温度从30℃升高到80℃,吸收了4200焦耳的热量。求该金属的比热容是多少?
解题步骤:
根据公式 \( Q = mc\Delta t \),其中 \( Q \) 是吸收的热量,\( m \) 是物体的质量,\( c \) 是比热容,\( \Delta t \) 是温度变化。
代入已知条件:
- \( Q = 4200 \) J
- \( m = 200 \) g = 0.2 kg
- \( \Delta t = 80 - 30 = 50 \) ℃
所以,\( c = \frac{Q}{m\Delta t} = \frac{4200}{0.2 \times 50} = 420 \) J/(kg·℃)
答案: 该金属的比热容为 420 J/(kg·℃)。
例题二:
一杯水的质量是500克,初始温度为20℃,如果向水中加入21000焦耳的热量,水的最终温度是多少?(水的比热容为 4200 J/(kg·℃))
解题步骤:
同样使用公式 \( Q = mc\Delta t \),这里我们需要求的是温度变化 \( \Delta t \)。
- \( Q = 21000 \) J
- \( m = 500 \) g = 0.5 kg
- \( c = 4200 \) J/(kg·℃)
因此,\( \Delta t = \frac{Q}{mc} = \frac{21000}{0.5 \times 4200} = 10 \) ℃
由于初始温度为20℃,所以最终温度为 \( 20 + 10 = 30 \) ℃。
答案: 水的最终温度为 30℃。
通过这些习题,我们可以看到比热容的实际应用及其计算方法。希望这些题目能够帮助大家更深入地理解比热容的概念。如果还有任何疑问,欢迎继续探讨!