人教物理 九年级同步学案（附答案）13.3比热容

第3节　比热容
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、不同物质的吸热本领
1．不同的物质，在质量相等、吸收的热量相等时，升高的温度________。
2．不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量________。
二、比热容
1．定义：一定质量的某种物质，在温度升高时__________与它的________________乘积之比，叫作这种物质的比热容。
2．单位：比热容的单位是______________。
3．特性：比热容是反映物质____________的物理量，不同物质的比热容一般______(选填“相同”或“不同”)。
4．水的比热容：水的比热容是__________，其物理意义是____________________。
三、热量的计算
1．物体吸热公式是__________________。
2．放热公式是__________________。
3．式中t表示________的温度，t0表示________的温度。
【预习自测】
1．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。这主要是因为水的
(　　)
A．质量较小
B．凝固点较低C．沸点较高
D．比热容较大
2．
500
g的矿泉水，温度由15
℃升高到35
℃，矿泉水吸收了________J的热量。[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]
【合作探究破疑难】
【要点突破】
知识点1　
比较不同物质吸热的情况
1．实验过程：取质量相等的水和食用油，装入相同的容器，用相同的电加热器加热，用温度计测量温度。
(1)对水和食用油，加热相同的时间，比较它们________________。
(2)对水和食用油，让它们升高相同的温度，比较它们________________。
2．分析实验数据，得出实验结论：
(1)质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是________的。
(2)质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度是________的。为表示不同物质这种性质上的差别，物理学中引入了________这个物理量。
3．实验评估
(1)实验时怎样得到质量相等的水和食用油？
(2)在本实验中使用相同加热器和烧杯的目的是什么？
【归纳总结】
本实验运用了转换法和控制变量法。实验中通过加热时间的长短来判断吸热的多少，加热时间越长，说明吸收的热量越多；通过温度的变化比较吸热能力的大小，温度变化越小，说明吸热能力越大。
知识点2　
比热容
自学课本第12页，完成下列问题：
1．不同物质的比热容一般________。
2．水和冰是同种物质，其比热容不同，说明物质的比热容还与物质的________有关。
3．试着分析为什么沿海和内陆地区温差变化不同？
【归纳总结】
(1)比热容是物质本身的一种特性，是由物质本身决定的，与物体的质量大小、温度高低、升高或降低温度的多少、吸收或放出热量的多少等因素无关，故可以根据比热容的这一性质来鉴别物质。
(2)水的比热容大这一特性，在生活中的具体的应用有：一是根据水的比热容大这一特性，可以使一定量的水升高(或降低)一定的温度，吸收(或放出)的热量很多，有利于做冷却剂或用来取暖。例如柴油机中利用水来做冷却剂、暖气片中用水来做循环液等。二是利用一定量的水吸收(或放出)很多热而自身的温度却变化不大的特性，有利于调节气温。
【典例1】
关于比热容，下列说法正确的是
(　　)
A．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关
B．将一铁块等分为两块，每一半的比热容变为原来的
C．质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，水的温度升得高
D．生活中往往用热水取暖，是因为水的比热容大，水放出较多的热量，温度不至于下降太多
想一想：由于水的比热容大，故它吸热慢、放热慢，这种说法是否正确？为什么？
【针对训练】
1．炎热的夏天，小明赤着脚在烈日当空的小河边游玩时发现：岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是
(　　)
A．水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低
B．水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少
C．石头的吸热能力强，因此石头升温快
D．这是小明的错觉造成的，实际上岸上的石头与水的温度相同
知识点3　
热量的计算
铝的比热容为0.88×103
J/(kg·℃)，根据金属铝比热容的含义，尝试总结出热量的计算公式：
1．1
kg的铝温度升高1
℃，需要吸收的热量是________。
2．1
kg的铝温度升高2
℃，需要吸收的热量是________。
3．3
kg的铝温度升高2
℃，需要吸收的热量是________。
4．5
kg的铝温度升高4
℃，需要吸收的热量是________。
由以上计算可以看出，物质升温吸热的多少等于________、________、____________的乘积。用m表示质量，c表示物质的比热容，用t0表示初温，t表示末温，所以Q吸＝________________；同理放热公式为Q放＝________________。
【归纳总结】
热量计算的注意事项
(1)明确热量的计算公式Q吸＝cm(t－t0)，
Q放＝cm(t0－t)。
(2)注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量和温度的变化量三个因素都有关系，而与物体的温度没有关系。
(3)各物理量的单位必须统一，即温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，热量Q的单位用J，比热容c的单位用J/(kg·℃)。
(4)公式只适用于计算无物态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。
【典例2】小华和他爸爸住进一家宾馆，看见一个电热水壶，爸爸拿出一瓶矿泉水说，我这里有1
L(1
L＝10－3
m3)水，其温度为20
℃，你能帮我算出这瓶水的质量以及将其加热到100
℃所需要吸收的热量吗？”请你帮小华完成任务。[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]
【针对训练】
2．质量为500
g的金属块，温度从100
℃降低到20
℃共放出了3.52×104
J的热量，金属块的比热容为
(　　)
A．0.88×103
J/(kg·℃)
B．0.44×103
J/(kg·℃)
C．0.22×103
J/(kg·℃)
D．0.11×103
J/(kg·℃)
【达标检测】(10分钟)
1．小明和小华在做“比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”的实验时，使用了如图13－3－1所示的装置。设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是
(　　)
图13－3－1
A．采用完全相同的加热方式
B．酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同质量的水和煤油
D．盛放水和煤油的容器相同
2．关于比热容，下列说法正确的是
(　　)
A．比热容跟物体吸收和放出的热量有关
B．比热容与物体的温度有关
C．比热容跟物体的质量有关
D．比热容是物质的一种特性，与温度、质量都没有关系
3．海边城市气候往往会比同纬度的内陆城市更加的冬暖夏凉，这主要是因为海水的比热容________(选填“大”或“小”)，当气候温度降低时，海水释放出大量的________，使环境温度不会过低。
4．图13－3－2甲所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。实验方法是：用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热，在吸收热量相同时，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小雨经过分析思考，将实验装置加以改进，如图乙所示。
甲
乙
图13－3－2
与图甲的实验装置相比，图乙的优点是：更容易控制___________________________相同。
(2)图乙的实验操作中存在一处错误：没有控制___________________________________相同。
第3节　比热容
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.不同
2．不同
二、1.吸收的热量　质量和升高的温度
2．焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)]
3．自身性质　不同
4．4.2×103
J/(kg·℃)　质量为1
kg的水温度升高1
℃时吸收的热量是4.2×103
J
三、1.Q吸＝cm(t－t0)　2.Q放＝cm(t0－t)
3．变化后　原来
[预习自测]
1．D　2.4.2×104
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点1
1．(1)升高的温度　(2)加热的时间
2．(1)不同　(2)不同　比热容
3．(1)提示：在调平的天平的两个托盘上放置两个相同的烧杯，分别添加水和食用油，直到天平重新平衡。
(2)提示：在相同的时间内，电加热器放出的热量相等，水和食用油吸收的热量相等。
知识点2
1．不同
2．状态　
3．提示：在水和干泥沙的质量和照射时间相同时，沿海地区是水，水的比热容大，温差变化小，内陆地区是干泥土，干泥土的比热容小，温差变化大，所以沿海和内陆地区温差变化不同。
[典例1]D　解析：比热容是物质的一种特性，与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关，A、B两选项说法错误；质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，因为水的比热容大于煤油的比热容，所以水的温度升高得少一些，C选项说法错误；生活中往往用热水取暖，是因为水的比热容大，水放出较多的热量，温度变化小，D选项说法正确。
[想一想]
比热容是表示物质吸、放热本领大小的物理量，在相同条件下不同的物质吸收(或放出)相同的热量，物体温度的变化不同，比热容大的温度变化小，温度变化的大小并不代表吸(或)热的快慢。
[针对训练]
1．B　解析：因为水的比热容比石头的大，相同质量的水和石头比较，吸收相同的热量(都在太阳照射下)，水的温度升高得少，故河水是凉凉的，而石头的温度升高得多，热得烫脚。
知识点3
1．0.88×103
J
2．1.76×103
J
3．5.28×103
J
4．1.76×104
J
比热容　质量　温度的变化量　cm(t－t0)　
cm(t0－t)
[典例2]解析：知道水的体积可求得其质量，已知水的比热容、水的温度升高值，利用公式Q吸＝
cmΔt计算水吸收热量的多少。
解：由密度公式ρ＝变形可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103
kg/m3×1×10－3
m3＝1
kg，
水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×1
kg×(100
℃－20
℃)＝3.36×105
J。
[针对训练]
2．A　解析：m＝500
g＝0.5
kg，根据热量公式
Q＝cm(t0－t)变形得
c＝＝
＝880
J/(kg·℃)＝0.88×103
J/(kg·℃)。
[达标检测]
1．B　解析：此实验采用了控制变量法。盛放水和煤油的容器相同，使用相同的加热器来加热，是为了使其加热相同时间，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，比较谁的温度升得高；酒精灯里酒精的多少对实验没有影响。
2．D　解析：比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，与温度、质量及吸收和放出的热量无关。
3．大　热量　解析：海水的比热容比泥土、砂石的比热容大，相同质量的海水和泥土、沙石吸收相同的热量，海水的温度变化比泥土、沙石的小，当气候温度降低时，海水释放出大量的热量，使沿海地区的环境温度不会过低。
4．(1)食用油和水吸收的热量　(2)食用油和水的质量
解析：由于物体吸收或放出热量的多少跟物质的比热容(吸热能力)、质量、温度的变化三方面因素有关，所以在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，要注意应用控制变量法。
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