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九年级物理全一册 人教版
第十三章 内 能
第3节 比热容
理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
会进行简单的吸、放热计算。
1
2
3
通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
4
教学目标
比热容的概念和应用、热量计算。
教学重点
教学难点
比热容概念的建立。
教学重点与难点
①你去过大海边吗？烈日下的中午，当你在水中游泳上岸时，脚踩在沙子上有什么感觉？与在水中的感觉有什么不同？
②而到了傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的。
白天海水凉，
沙滩烫脚。
傍晚沙滩凉，
海水却暖暖。
同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？
课堂引入
想一想
上海市这天白天的最高温度36℃，夜间的最低温度为29℃。
②比较下面两幅图，看一看两地的气温情况，发现什么规律？
吐鲁番市这天白天的温度可以达到42℃，而夜间温度会降到8℃ 。
1
2
课堂引入
晴
为什么沙漠地区比沿海地区的昼夜温差大？
这与物质吸热情况有关，今天一起学习 《第3节 比热容》
1
2
上海市这天的温度差只有7℃
吐鲁番市这天的温度差达34 ℃
课堂引入
一
比较物质吸热的能力
1
①同种物质吸收的热量可能与哪些因素有关
②不同物质，当它们质量相同、升高的温度相同时，它们吸收的热量是否相等
物质吸收的热量可能哪些因素有关
150克水
150克煤油
想一想
一、比较物质吸热的情况
想一想
2
水温度升高时，吸收的热量与哪些因素有关？
以烧水为例，根据生活经验回答：
①在烧水时，烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多。
结论
水吸收热量的多少与水的质量有关
一、比较物质吸热的情况
② 将一壶水加热到50 ℃ 的温水与加热到100 ℃ 的沸水时吸收的热量一样多吗？
一壶水
一壶水
加热到100 ℃ 的沸水，吸收的热量多。
结论
水吸收热量的多少与水升高的温度有关
想一想
一、比较物质吸热的情况
升高的温度
小结：影响同种物质吸收热量的因素
物体的质量
吸收
热量
结论
同种物质，物体的质量越大、升高的
温度越高，吸收的热量越多。
一、比较物质吸热的情况
不同物质的物体，比如一杯水和一杯油，在质量相等、温度升高也相同的情况下，吸收的热量是不是一样多呢？
①不同物质在质量相同、升高相同温度时吸收的热量不同。
②不同物质在质量相同、升高相同温度时吸收的热量可能相同。
下面我们通过实验探究不同物质吸收的热量是否相同？
150克水
150克煤油
猜想与假设
想一想
一、比较物质吸热的情况
Ⅰ. 控制不变的物理量是：质量相等，使其吸收的热量相等；
Ⅱ. 改变的物理量是：不同物质。
Ⅲ. 怎样测量物质吸收的热量：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
①该实验用控制变量法进行探究。
3
探究不同物质吸收热量的情况
实验方案
一、比较物质吸热的情况
②比较不同物质吸热能力的两种方法：
Ⅰ. 取质量相同的不同物质，加热相同的时间，看升高温度的多少，升高温度小的吸热能力强。
Ⅱ. 取质量相同的不同物质，升高相同的温度，看加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强。
③要使用两个相同的加热器对物体加热，目的是：
在相同的时间内，放出的热量相同，使液体吸收的热量相等。
一、比较物质吸热的情况
④转换法
因为液体吸收的热量无法直接测量，所以我们用加热时间的长短来间接地表示液体吸收的热量的多少，加热时间越长，吸收的热量越多。
加热的时间t
吸收的热量Q
吸收的热量相等
加热的时间相同
=
一、比较物质吸热的情况
质量相等的水与煤油
温度计2支
秒表
电加热器2个
实验器材（第一套方案）
电加热器
煤油
水
秒表
温度计
一、比较物质吸热的情况
实验器材装置图（第一套方案）
一、比较物质吸热的情况
质量相等的水与煤油
温度计2支
秒表
酒精灯2个
煤油
水
温度计
铁架台
秒表
酒精灯
铁架台
实验器材（第二套方案）
一、比较物质吸热的情况
实验器材装置图（第二套方案）
一、比较物质吸热的情况
②按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和煤油的温度。
①取质量相等的水与煤油各40克。
实验步骤
4
一、比较物质吸热的情况
③接通电源，同时对烧杯中的水和煤油加热3～5分钟（根据实际情况而定）。
④停止加热，同时读出两只温度计的示数，记下水和煤油的温度。
⑤算出加热过程中水和煤油的温度各升高多少℃。
⑥记录实验数据。
一、比较物质吸热的情况
液体 质量 （克） 初温 （℃） 加热时间 （分钟） 末温 （℃） 升高的温度
（℃）
水 40 20 5 56 36
煤油 40 20 5 65 45
⑦实验数据
实验结论：
质量相等的水与煤油加热相同的时间，食用油升高的温度比水的多。
一、比较物质吸热的情况
进一步推理
结论
质量相等的水与煤油升高相同的温度，水吸收的热量多
实验结论：
质量相等的水与煤油加热相同的时间，食用油升高的温度比水的多。
分析与论证
5
一、比较物质吸热的情况
结论
质量相等的不同物质，升高相同的温度，
吸收的热量不相等。
换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。
不同物质吸热的能力不同
6
一、比较物质吸热的情况
影响内能大小的因素
视频演示《比较水和食用油的吸热能力》
影响内能大小的因素
视频演示《探究不同物质吸热的能力》
二
比 热 容
1千克的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量。
我们来看看物理学家通过实验获取的数据：
想一想
水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？
通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那应该怎样比较不同物质的吸热能力？
3千克的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103焦的热量。
二、比热容
液体 质量 m（千克） 升高的温度 △t（℃） 吸收的热量 Q（焦）
水 1 1 4.2×103
煤油 3 2 12.6×103
【焦/(千克·℃)】
4.2×103
2.1×103
比较水与煤油吸热的能力
水吸热能力比煤油强
结论
比较物质吸热的能力可比较
我们可以计算出1千克煤油温度升高
1℃时吸收的热量，即可进行比较：
=2.1×103焦/(千克·℃)
二、比热容
②定义:
一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。
①物理意义：
用来比较物质吸热能力的物理量。
③定义式：
比热容
Q ：物质吸收的热量；
m：物体的质量；
Δt ：升高的温度； Δt =t末温 - t0
C ：物质的比热容。
1
比热容
C
二、比热容
④公式中各物理量及其单位：
Q ：物质吸收或放出的热量，单位是：焦耳（J）
m ：物体的质量，单位是：千克（kg）
Δt ：升高（或降低）的温度，单位：摄氏度（ ℃ ）
吸热时Δt =t 末温- t0 放热时Δt =t0 – t末温
C ：物质的比热容，单位是：焦/(千克·℃)，符号: J/(kg·℃)
C
二、比热容
⑤比热容的单位：
焦/(千克·℃)，符号: J/(kg·℃)
焦每千克摄氏度
⑥实验证明：
单位质量的某种物质，温度降低1 ℃时放出的热量，
也等于这种物质的比热容。
⑦水的比热容是：
4.2×103焦/(千克·℃)
1千克水温度升高或降低1 ℃时吸收或放出的热量是4.2×103焦
读作
意义：
二、比热容
Ⅰ. 同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关。
⑧比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
水结冰后，冰的比热容是：
2.1×103焦/(千克·℃)
二、比热容
Ⅱ. 比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。比热容也可以理解为反映了物质对冷热反应的灵敏程度，比热容越小，对冷热反应越灵敏。
Ⅲ. 不同物质的比热容一般情况下是不同的，可以用比热容来鉴别物质的种类。
二、比热容
从上表中你可发现什么规律？
常见物质的比热容[J/（Kg·℃）]
水的比热容最大，约是砂石的4.5倍。
同种物质在不同状态时，比热容值不同。
水 4.2×103 砂石 0.92×103 铁.钢 0.46×103
冰 2.1×103 玻璃 0.67×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 橡胶 1.7×103 水银 0.14×103
酒精 2.4×103 水蒸气1.88×103 铝 0.88×103
甘油 2.5×103 干泥土 0.84×103 铅 0.13×103
不同种物质，比热容值一般不同。
01
02
03
2
二、比热容
水比热容大的应用及现象主要分三个方面：
①用热水取暖；
②用冷水冷却发动机；
③影响气温；例如沿海地区的昼夜温差较小。
水的比热容比较大的应用
由上表可知，水的比热容比较大。所以在生活、生产中有着广泛的应用，对气候的变化影响也比较大。
水的比热容
4.2×103焦/(千克·℃)
3
二、比热容
①不考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？
因为水的比热容比油的大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
二、比热容
②汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处
水的比热容 4.2×103焦/(千克·℃)
因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
二、比热容
③为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
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，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢；因此白天海水温度低，沙子温度高。
晚上没有光照时，海水和沙子放出相同热量时，海水降低的温度比沙子的小。所以海水温度高，沙子温度低。
二、比热容
砂石的比热容比较小，在吸收（或放出）相同的热量时，升高（或降低）的温度比其他物质的要大。
①吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又是吐鲁番最热的地方，其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度，空调都不用开 。
火焰山的温度计
4
利用比热容知识解释一些现象
想一想
这是为什么呢？
二、比热容
城市内有大量的钢筋水泥建筑，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便。比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，你能够解释其中的道理吗？
②城市的“热岛效应”
二、比热容
②城市的“热岛效应”
这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
二、比热容
种草种树。绿地能吸收太阳辐射，园林植物，通过蒸腾作用，不断地从环境中吸收热量，降低环境空气的温度。
修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。
②解决“热岛效应”的一些方法：
二、比热容
③体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
水银的比热容 0.14×103焦/(千克·℃)
因为水银的比热容小，与质量相同的水比较，吸收相同热量时，温度变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
二、比热容
④海陆风和陆海风的形成
谈起夏日海风，你可知道，在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著，白天和夜晚的风向往往是不同的，你知道白天风是从哪里吹向哪里？夜晚呢？为什么？
二、比热容
白天，在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低，所以在近地面，海洋的气压比陆地气压高，风是从海洋吹向陆地，形成“海陆风”。
Ⅰ. 海陆风的形成
二、比热容
Ⅱ.陆海风的形成
而夜晚，陆地降温快，海洋温度高，海洋气流上升，陆地空气流向海洋，风就从陆地吹向海上，形成“陆海风” 。
二、比热容
Ⅲ. 海陆风和陆海风的形成对比
陆海风
海陆风
二、比热容
三
热量的计算
②物体温度升高时，所吸收的热量为：
③物体温度降低时，所放出的热量为：
t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。
热量的计算
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
1
C
①根据比热容公式
三、热量的计算
各物理量单位的选择
Q吸=cm (t-t0)
＝cmΔt
2
Q：吸收或放出的热量，单位：
C: 物质比热容，单位：
焦/(千克·℃)
m: 物质的质量，单位：
千克
△t: 改变的温度，单位：
℃
焦
三、热量的计算
在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到多少℃？
解：根据热量公式 Q = cmΔt，水升高的温度为：
由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃不变，故水的末温为100℃。
3
例题
三、热量的计算
四
课堂练习
1. 关于比热容，下列说法正确的是 ( )
A、物体的比热容跟温度有关；
B、物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关；
C、物体的比热容是物质本身的一种特性；
D、物体的质量越大它的比热容越大.
C
四、课堂练习
2. 对于同一物态的某种物质，（ ）
A．比热容跟热量成正比
B．比热容跟质量成反比
C．比热容跟温度变化量成反比
D．吸收或放出的热量跟质量和温度变化的乘积之比是个定值。
D
同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关；吸收或放出的热量跟质量和温度变化量的乘积之比即为比热容：
C
四、课堂练习
3. 下列说法正确的是 ( )
A、一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半；
B、吸收热量多的物质,比热容一定大；
C、高温物体放出的热量一定多；
D、质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度.
D
四、课堂练习
4. 在农业生产中，为了保护秧苗夜间不致受冻，傍晚时要向秧田里多灌些水。这是因为水的 ( )
A、密度大 B、比热容大
C、温度高 D、热膨胀大
B
四、课堂练习
5. 以下四种现象中，与水的比热容无关系的是（ ）
A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却
B．生活中往往用热水取暖
C．夏天洒水降温
D．滩涂湿地温差小
C
A B C D
四、课堂练习
6. 下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是 （ ）
Ａ、相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同
Ｂ、相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同
Ｃ、不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同
Ｄ、不同质量的不同物质，降低不同的温度，放出的热量一定不同
B
根据控制变量法可知：反映物体放出热量多少跟物质种类有关，应该控制物质的质量相同，降低的温度相同，物质种类不同。
四、课堂练习
7. 两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是（ ）
A．比热容大的物质升高温度较小
B．比热容小的物质升高温度较小
C．比热容大的物质升高温度较大
D．升高温度相同，与比热容大小无关
A
根据Q=cm△t可知：吸收的热量Q与质量m相同，比热容C越大，则△t越小。
四、课堂练习
8．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c铁 A．铁块和铝块吸收的热量一样多
B．铝块比铁块吸收的热量多
C．铁块比铝块吸收的热量多
D．条件不足，无法确定
解析：初温分别相等的铁块和铝块放在沸水中煮一段较长的时间，则它们的末温度相等，升高的温度也相等。根据Q=cm△t可知：m与△t相同，因为 C铁B
四、课堂练习
9. 质量为10kg的水的温度从25℃升高到65℃，水吸收了多少热量？
解：Q吸=cm(t-t0)
＝4.2 × 103J/(kg·℃) ×10kg ×(65℃-25℃)
＝1.68 × 106J
答：水吸收了1.68×106J热量.
四、课堂练习
10．一个质量为250 g的钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，这个钢件在冷却过程中放出多少热量
Q = cm(t-t0)
=0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
解：
答：钢件在冷却过程中放出6.21×104 J热量
【钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)】
= 6.21×104 J
四、课堂练习
11. 小明想探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置：
（1）此实验中，水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）。
（2）该实验中除了水和煤油的质量相同、升高的温度相同外，还有 必须完全相同。
（1）探究不同物质吸热本领与物质种类的关系时，由于是相同的酒精灯加热，即沙子和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少；
加热时间
加热方法
（2）要探究物体吸热升温的属性，根据控制变量法要保证沙子和水的质量相等、升高温度相同，还要保证相同时间不同物质吸收的热量相同，所以加热方法应该相同；
四、课堂练习
11. 小明想探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置：
物质种类
（3）他得到如下实验数据，分析表格中数据可以得出的初步结论是：相同质量的两种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与 有关。
物质 质量m（千克） 升高温度Δt（℃） 加热时间t（分）
水 0.1 10 2
煤油 0.1 10 1
四、课堂练习
11. 小明想探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置：
煤油
（4）如果加热相同的时间，质量相同的水和煤油， 升高的温度更高。
（5）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与（4）结论不符，你认为可能的原因是：
物质 质量m（千克） 升高温度Δt（℃） 加热时间t（分）
水 0.1 10 2
煤油 0.1 10 1
水的导热性能好(煤油的导热性能不好）或煤油里温度计玻璃泡插入比较浅；没有用搅拌棒搅拌等。
四、课堂练习
（6）另一组的小华采用加热相同时间比较升高的温度来进行探究，你认为他的方案可行吗？ （选填“可行”或“不可行”）。
11. 小明想探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置：
可行
物质 质量m（千克） 升高温度Δt（℃） 加热时间t（分）
水 0.1 10 2
煤油 0.1 10 1
四、课堂练习
视频欣赏《比热容》
课堂总结
课堂总结
①物质的吸热能力：与质量、升高的温度、物质种类有关。
比热容
比热容
②物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
③定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫这种物质的比热容。
⑤单位：J/(kg·℃)。
④公式： c = 。
⑥比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
热量的
计算
影响吸放热多少的因素：物质种类、质量、升高的温度。
计算公式
①吸热公式：
②放热公式：
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
