(共39张PPT)
12.3
研究物质的比热容
（第二课时）
沪粤版
九年级上
新知导入
新疆有个民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”反映了当地昼夜温差较大。造成这一现象的原因是什么呢？
新知讲解
一、比热容知识在生活中的应用
“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些重要的应用呢？
“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。
水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时,
放出的热量多，用热水水取暖效果好。
1、热水供暖
——冬天的散热器用热水取暖
我国北方楼房中都装有“暖气”，用水做介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。
2、用冷水冷却物体(冷却剂)
——汽车发动机用冷水来冷却
汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却.
北方的冬天，用热水袋取暖
水的比热容大，质量相同的水和其它物质比较，降低相同的温度，放出的热量多。
水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
水稻育秧
因为晚上天气冷，水的比热大，降低相同温度下放出的热量多，使秧苗得到很好的保护。早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长.
3.水对气候具有调节作用
“据有关专家预测，我国目前最大的三峡水利工程——三峡水电站建成后，三峡库区的气候会受到一定影响，夏天气温将比原来下降2℃左右，冬天气温将比原来升高
2℃左右。”
讨论说明专家们为什么会作出这样的预测？
因为水的比热容大，质量相同的水和其他物质比较，夏天，它吸收的相同热量后，水升高的温度少；冬天，它放出相同热量后，降低的温度少。
沙漠５℃－３８℃
海滨２４℃－２８℃
沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥
土又会降得较多。
中
午
沙子变凉了
而海水却很温暖。
傍
晚
沙子很烫
而海水很凉
为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。
新疆有个民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”反映了当地昼夜温差较大。造成这一现象的原因是什么呢？
这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。
例：5千克的水温度升高10℃,要吸收多少热量?
1kg
5kg
1℃
5kg
1℃
10℃
4.2×103J
4.2×103J
×
5
4.2×103J
×
10×5
C水=4.2×103J
/（kg·℃）
二、计算物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的多少？
m
c
Δt
（一）计算物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的公式
Q＝cmΔt
Q放=
cm(t0-t1)
Q吸=
cm(t1-t0)
物体吸热升温时，Δt＝t－t0；
物体放热降温时，Δt＝t0－t。
C—比热容
△t
—变化温度
注意单位统一.m的单位是kg
应用
分析
致冷
根据公式Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，降温效果好
散热
根据公式Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好
调节温度
沿海地区的温度变化比内陆地区小，原因：根据公式Q＝cmΔt可知：相同质量的水和沙石相比，吸收相同的热量，水升高的温度小，所以沿海地区的温度变化小
（二）运用公式法理解水的比热容大的三种应用：
要求量
计算公式
特别说明
热量
Q＝cmΔt
c为物质的比热容，单位是J/(kg·℃)
m为物体的质量，单位是kg
Δt为升高或降低的温度，单位是℃
Q为物质吸收或放出的热量，单位是J
比热容
c＝
质量
m＝
温度
Δt＝
（三）应用比热容的公式进行有关计算
例１：将质量为4kg的水从20℃加热到８0℃需要吸收多少热量？
解：Ｑ吸=Cｍ（t-t。）=
4.2×103J
/（kg·℃）×4kg×(80
℃-
20℃)
=1.008×106J
练习1：净含量为
350
mL
(1
mL＝1×10－6
m3)
的瓶装饮用纯净水的质量为多少kg。若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20
℃，则水放出的热量为多少J。已知水的密度
ρ＝1.0×103
kg/m3，水的比热容
c＝4.2×103
J/(kg·℃)。
解：m＝ρV＝1.0×103
kg/m3×350×10－6
m3＝0.35
kg，
水放出的热量
Q放＝cmΔt
＝4.2×103
J/(kg·℃)×0.35
kg×20
℃＝29
400
J。
答：水放出的热量为29
400
J。
练习2：水的比热容较大，生活中，我们常用水来加热或散热，例如：冬天常用热水袋取暖，把质量为2
kg、温度为90
℃的热水装入热水袋中，到温度降为30
℃的时候，这些水放出了多少J的热量。
解：Q放＝cmΔt
＝4.2×103
J/(kg·℃)×2kg×（90
℃－30℃）＝5.04×105
J。
答：这些水放出的热量是5.04×105
J。
例2：水稻是喜温作物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。当气温降低时，水能放出较多的热量；如果某秧田中水的温度降低了2
℃，放出了3.36×107
J的热量，则该秧田内水的质量为多少kg。[已知c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
解：由Ｑ吸=Cm△t
得：
m
=
——
=
——————————————
Ｑ吸
C△t
6.3×103Ｊ
2.1×103Ｊ／(kg·℃)×2℃
=4000Kg
答：该秧田内水的质量为4000Kg
例3：质量为500
g的某种物质，温度从20
℃升高到30
℃，吸收了2.1×104
J的热量，则这种物质的比热容是多少？
C
=
——
=
———————————
Ｑ吸
△tm
2.1×104Ｊ
0.5Kg×(30－20
℃)
＝4.2×103
J/(kg·℃)。
答：这种物质的比热容是4.2×103
J/(kg·℃)。
解：
练习3：质量为200g铅温度从98℃降低为18℃，放出2.08×103J,求铅块的比热容。
解：
C
=
——
=
———————————
Ｑ吸
△tm
2.80×103Ｊ
0.2Kg×(98－18
℃)
=0.13×103Ｊ／(kg·℃)
答：铅块的比热容为0.13×103Ｊ／(kg·℃)
例4：质量为10
kg的水，吸收4.2×105
J的热量，温度从20
℃升高到多少摄氏度？[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]
△t
=
——
=
———————————
Ｑ吸
mC
4.2×105Ｊ
10Kg×4.2×103
J/(kg·℃)
t末=t初+△t=10℃+20
℃=30℃
答：温度从20
℃升高到30℃
解：
=10℃
练习：质量是100克的煤油，吸收了6.3×103Ｊ的热后温度升高到5０℃
，求煤油的初温是多少℃？（Ｃ煤油=2.1×103Ｊ／(kg·
℃
)）
解：由Ｑ吸=Cm△t
得：
△t
=
——
=
———————————
Ｑ吸
mC
6.3×103Ｊ
0.1Kg×2.1×103
J/(kg·℃)
∵
△t
=
t
-
t0
∴
t0=
t-
△t
=
50℃
-
30
℃
=20
℃
答；煤油的初温是20
℃
=30℃
课堂练习
1、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图所示，由图线可以看出(
)
A．甲的比热容比乙大
B．甲的比热容比乙小
C．甲和乙的比热容相同
D．开始加热时，甲和乙的比热容为零
B
2、（2020北京）依据表格中的数据，下列说法正确的是（
）
A.一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B.水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多水
C.水的比热容表示水的温度升高
吸收的热量是
D.质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多
D
3、（2020湖北鄂州）关于热学知识，下列说法正确的是（ ）
A.
物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B.
物体放出热量时，温度一定降低
C.
一桶水的比热容比一杯水的大
D.
“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做无规则运动
D
4、（2020内蒙古呼和浩特）.用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（
）
A.
甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
B.
甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
B
C.
甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
D.
甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
5.生活中很多现象与物理知识息息相关，下列说法中错误的是（
）
A.
用75%酒精擦拭公共场所的物体表面，可以起到消灭冠状病毒的作用，空气中弥漫的酒精气味是一种扩散现象
B.
北方冬天室内用暖气取暖，是用热传递的方式改变室内空气的内能
C.
用冰袋给高烧的病人降温，是因为冰熔化吸热
D.
因为水的比热容大，所以海边昼夜温度变化比内陆大
D
6、作为宜居城市，忻州近年来大力发展城市建设，其中云中河水上公园不仅为市民提供了很好的价值游玩场所，还有效的调节了云中河两岸的气温，让你在炎炎夏日获得丝丝凉意。请你用所学知识解释云中河可以调节气温的主要原因。
解：水的比热容大，对外界温度具有良好的调节功能，具体调节方式如下：
水的比热容较大，由Q=cm△t可知，白天，相同质量的水和土壤、沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温。
7、（2020宁夏）.宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压砂瓜，被称为“石头缝里长出的西瓜”，如图所示?每到种植季节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中，这样可以利用砂石有效蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被冻伤?请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析：为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后，能起到保温作用？
答案：砂石覆盖后，白天可以减少水分的蒸发，晚上可以凝聚水汽渗入土壤，保证土壤的含水量。因水的比热容较大，吸放热能力强，白天土壤中的水分吸收热量，晚上放出热量，控制土壤温度，能防止芽苗在深夜不被冻伤
8、（2021兰州）某热水器使用天然气作为燃料，现将10kg的水从20
℃加热到39
℃
，若天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要___________m3的天然气。（c水=4.2×103J/（kg?℃），q天然气=3.8×107J/m3]
0.021
9、（2020江苏苏州）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 ______________
J．热水器烧水的效率是
_________
。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4×107J/m3]
4.2×106
50%
课堂总结
一、水的比热容大在生活、生产中的应用
①用冷水冷却物体
②热水供暖
③调节气候
二、热量的计算：
Ｑ吸=Cm△t
作业布置
沪粤版物理课本自我评价与作业第35页1、2、3题
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12.3
研究物质的比热容（第二课时）
课堂练习
1、（2020湖北荆门）在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（
）
A.
沿海地区的气温比内陆变化小
B.
夜间，在秧田里灌水保温
C.
发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
D.
汽车发动机用水作冷却液
2、（2021四川成都）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（
）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，
，则下列说法中正确的是（ ）
A.
B.
乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.
0~8min乙吸收的热量为
D.
该酒精灯的加热效率为28%
3、（2021四川自贡）在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1kg的水和某种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出： _________ （选填“甲”或“乙”）物质是某种液体，某种液体的比热容为 ___________ J/（kg?℃）。
4、（2021重庆B卷）请按要求完成下列实验：
小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验，图甲所示，此时温度计的示数为__________ ℃。图乙是根据实验数据画出的图像，图像中__________ （选填“AB”“BC”或“CD”）段表示冰的熔化过程；若实验中冰的质量为100g，它在AB段升温过程中吸收的热量为___________J[c冰＝2.1×103J/（kg?℃）]
5、（2021湖北武汉）某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______mL的煤油；
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。
6、（2021湖南邵阳）去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；
（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。
7、（2021湖北荆州）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_______J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_______m3。（水的比热容为4．2103J/（kg·℃），天然气热值为4.2107/m3）
8、（2021湖南怀化）安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量是______J，这些能量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量。[，]
9、（2021四川广安）菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2Kg的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量[取
]；
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少m3
的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为
）
10、（2021山东泰安）利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（ ）
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J
②水吸收的热量是2.1×106J
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确
B．只有②③正确
C．只有①②正确
D．只有②③④正确
11、（2021云南）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。
表1
第1代
第2代
第3代
第4代
燃料
氧气和汽油混合
偏二甲肼
煤油
液态氢
氧化剂
四氧化二氮
液态氧
液态氧
表2
燃料
热值
燃料
热值
汽油
4.6×107J/kg
煤油
4.6×107J/kg
柴油
4.3×107J/kg
氢
1.4×108J/kg
（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 热值大 和
无污染 。
（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg?℃），当地大气压为1标准大气压]
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。
12.3
研究物质的比热容（第二课时）
课堂练习答案
1、D
2、C
3、乙；2.1×103。
解析：（1）时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢，则甲的放热能力强，甲是水，乙是某种液体；
（2）由图可知：液体的初温是60℃，放热15分钟后水的末温是40℃，乙的末温度是20℃，水放出的热量：Q放＝c水m水（t水﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（60℃﹣40℃）＝8.4×104J；由图可知，相同时间内放出相同的热量，根据Q＝cm△t可知，液体的比热容为：
c乙＝＝＝2.1×103J/（kg?℃）。
4、8；BC；2.1×103。
解析：该温度计的分度值为1℃，其示数为8℃；
由图乙可知，冰在熔化过程吸热，温度保持不变，所以BC段是熔化过程；
AB段冰吸收的热量Q＝cm（t﹣t0）＝2.1×103J/（kg?℃）×100×10﹣3kg×10℃＝2.1×103J。
5、
(1).
300
(2).
①
(3).
不变
(4).
大于
解析：
(1)由于水和煤油的质量相同，根据密度公式得
解得
(2)水的比热容比煤油的比热容大，所以根据公式
可知，吸收相同的热量，煤油的温度升高的大。故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
[3]热值是物质本身的属性，因此加热过程中，煤油的热值不变。
(3)根据公式
得
可知，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
6、
(1).
加热时间的长短
(2).
水
(3).
98
(4).
小于
7、
解析：水吸收的热量是
故水吸收的热量是。
[2]
若此过程的热效率为40%，则天然气的释放的热量为
则天然气的体积为
则天然气的体积为。
8、1.68×107J
0.4m3
9、
10、B
解析：①煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J，故①错误；
②由η＝＝50%得水吸收的热量：
Q吸＝Q放×50%＝4.2×106J×50%＝2.1×106J，故②正确；
③由Q吸＝cm△t得水温度升高值：
△t＝＝＝50℃，故③正确；
④在加热过程中，水吸收热量，温度升高、内能增加，故④错误。
可见，只有②③正确。故选：B。
11、（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，另外氢气燃烧的生成物是水，不会造成污染；
（2）3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一标准大气压下水的沸点为100℃，
水的质量为：m′＝＝＝1.25×107kg；
（3）氢能源车所做的功为：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃烧释放的热量：Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
该发动机的效率为：η＝100%＝100%＝45%。
答：（1）热值大；无污染；
（2）这些燃料完全燃烧最多能将1.25×107kg初温为20℃的水加热至沸腾；
（3）该发动机的效率为45%。
3题
4题
11题
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精品试卷·第
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