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第二节 科学探究:物质的比热容
第2课时 比热容的计算及应用
1.什么是比热容?单位是什么?
2.c铅=0.88×103J/(kg·℃)
1.比热容的应用
2.热量的计算
水的比热较大在生活、生产中有哪些应用?
1.利用水的比热容大来调节气候
“朝穿皮袄午披纱,怀抱火炉吃西瓜”这是沙漠地区早晚气温反差较大的写照,你能说出是什么道理吗?
水的比热容大的应用
沙漠地区多砂石,而砂石的比热容较小。夜间砂石散热,温度降低较多,因而早晨气温较低。午间在阳光的照射下砂石吸热,温度上升很快,气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的奇特现象 。
如图所示,据有关专家预测,长江三峡水电站蓄水后,将对大坝上游流域的气候产生一定的影响,夏天将比原来下降2℃左右,而冬天将比原来升高2℃左右,请你解释发生这个现象的原因。
水库的建立导致蓄水量的增加,而水的比热容大,在同样受冷受热时温度变化较小,从而使夏天的温度不会升得比过去高,冬天的温度不会下降的比过去低,使温度保持相对稳定,从而水库成为一个巨大的“天然空调”。
2.利用水的比热容大来冷却或取暖
如图人们选择用水给发动机冷却,用水取暖,这是为什么?
水的比热容大,在质量一定的条件下水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,用水做冷却剂或取暖效果好。
如图水稻是喜温作物,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?
水稻是喜温作物,在每年三四月份育苗的时候,为了防止霜冻,夜晚降温时,由于水比热容较大,放出一定热量时,温度降低得少,对秧苗起了保温作用。
比热容的计算公式:
根据物质比热容的定义可以计算出物体在温度变化过程中吸收(或放出)的热量。
热量的计算
例题 要把2kg的水从20℃加热到100℃,至少需供给多少热量?
已知:c=4.2×103J/(kg·℃),m=2kg,
t1=20℃,t2=100℃。
求:Q吸。
解:Q吸=cm(t2-t1)
=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J。
答:至少需供给6.72×105J的热量。
1.新疆民谣“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。” 反映了当地昼夜的温差较 (大/小),从比热容角度来看,这是由于 。
大
砂石的比热容较小
2.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸收 J热量.如果将水倒掉一半,它的比热容将为 J/(kg·℃) 。
8.4×105
4.2×103
3.水的比热容是煤油比热容的两倍,若水和煤油的质量之比为1:2,吸收的热量之比为2:3,则水和煤油升高的温度之比为( )
A.3:2 B.2:3 C.4:3 D.3:4
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第二节 科学探究:物质的比热容
第1课时 探究物质的比热容
同一时刻,为什么沙子和海水的温度不一样?
1.通过实验探究,比较不同物质的吸热能力。
2.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
(1)烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?
物体温度升高的多少与哪些因素有关呢?
(2)将质量相同的铜块和铁块加热,升高相同的温度,需要的热量一样多吗?
物质吸热或放热的规律
实验与探究
实验器材
烧杯、酒精灯(或电加热器)、天平、钟表、温度计、搅拌器。
实验方案
实验目的
探究物质的吸热性质。
方案一:取等质量的水和煤油,加热相同的时间(吸收相等的热量)后,比较温度的变化。
方案二:取等质量的水和煤油,使其升高相同的温度,比较加热的时间(吸收热量的多少)。
实验过程中应该注意哪些问题呢?
1.对等量的水和煤油进行加热,观察哪种物质的温度上升快。
2.如果加热方法完全相同,就可以认为单位时间物质吸收的热量相同。
进行实验与收集证据
a.取一定质量的水和煤油装入两容器中,安装好实验器材
b.记录液体加热前的温度t1
c.给电加热器通电一段时间后断电,同时上下拉动搅拌棒,
等温度平衡后记录液体的温度t2
相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量是 。
相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量是 。
相同的
不相同的
分析与论证
1.定义:
某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量与物质的质量和升高(或降低)的温度乘积的比,叫作这种物质的比热容。符号:c。
2.比热容的计算公式
Q:吸收的热量
m:物体质量
t1:物体初温度
t2:物体末温度
比热容
3.比热容的单位
J/(kg ℃)
焦耳/(千克 ℃)
焦耳每千克摄氏度
物质的比热容跟密度相似,也是物质的物理属性之一。可以用比热容来鉴别物质。
读作:
几种物质的比热容[单位:J/(kg ℃)]
水 4.2×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢0.46×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103 汞 0.14×103
冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 铅 0.13×103
水的比热容是:
4.2× 103J/(kg ℃)
4.2× 103焦耳每千克摄氏度
1kg水每升高(降低)1℃需吸收(放出)热量为4.2× 103J。
读作:
物理意义:
归纳与小结
比热容是物质的一种特性,只与物体的种类和状态有关,而与物体的质量、温度的高低、吸热的多少无关。
1.烧杯中装有酒精,现用去一半,则剩余酒精的下列物理量中,发生改变的是( )
A.质量 B.密度
C.比热容 D.沸点
A
2.小黄同学为了研究物质的比热容,取质量相等的甲、乙两种液体,用同样的电热器同时加热(不计热损失)。过一段时间后,发现甲液体升高的温度比乙液体大,由此判断甲、乙两物质的比热容的大小关系是甲 乙。
小于
3.甲、乙两块金属质量之比是5:3,当它们吸收相同热量后,升高温度之比是1:5,则它们的比热容之比是 。
3:1