13.2科学探究：物质的比热容（课件）2022-2023学年九年级物理上学期同步精品课堂（沪科版）(共40张PPT)

(共40张PPT)
九上物理同步优质课件
沪科版九年级上册
第十三章 内能与热机
2022秋沪科版九上物理同步精品课件
13.2 科学探究：
物质的比容热
这里的气候宜人，四季如春。你知道其中的缘故吗？
情景引入：观察
（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？
情景引入：思考
交流讨论：
1、用同样的炉火分别将一壶水和半壶水烧开，
谁加热的时间长？谁吸收的热量多？
2、把一壶水烧开和烧成温水，哪种情况需要吸更多的热？
3、对于同种物质，吸收的热量的多少与什么因素有关呢？
结论：
对于同种物质，吸收的热量的多少质量和升高的温度有关。
一、物体的吸热能力
物体吸收热量的多少除了与质量和升高的温度有关外，是否还与物质的种类有关呢？
思考：
实验探究：
比较不同物质的吸热能力。
实验目的
实验器材
质量相等的水与煤油
温度计
秒表
2个酒精灯
两个相同的烧杯、
铁架台
实验装置
要调节2个酒精灯的火焰的大小，尽量相同。
①观察温度计的示数，记下加热前水和煤油的温度。
②点燃酒精灯，对烧杯中的水和煤油加热4分钟左右，并用玻璃棒搅拌。
③先对温度高的液体停止加热，读出温度计的示数，继续对温度低的液体加热，直到与另一液体的温度相同。
④算出加热过程中水和食用油的温度各升高多少摄氏度。
实验过程
实验：探究物质吸收的热量与物质种类的关系。
实验记录：
质量相等的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量不同，水比煤油的多。
物质 质量 (千克) 初温 (摄氏度) 末温 (摄氏度) 升高的温度(摄氏度) 加热时间
(分钟)
水 0.1 25℃ 45℃ 20℃ 6
油 0.1 25℃ 45℃ 20℃ 3
实验结论：
得出结论：
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同。
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不同。
实验分析
①控制不变的物理量是：质量相等，升高的温度相等；
②变化的物理量是：不同物质。
③怎样测量物质吸收的热量：比较各自加热时间。
转换法
④该实验用控制变量法探究方法。
1千克的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量
1千克的煤油，温度升高1℃，需要吸收2.1×103焦的热量。
哪一种物质吸热的能力更强？怎么比较？
实验表明：
2千克的甘油，温度升高2℃，需要吸收104焦的热量。
热量/(质量×升高的温度)
其实，就是采用比较单位质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热的多少来比较它们的吸热能力。
比热容(C)──单位质量的某种物质温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物质的比热容．
比热容的单位 ：焦/(千克· 摄氏度)
J/（kg·℃）
读作：焦耳每千克摄氏度
比热容物理量的符号：C
二、物质的比热容
比热容的计算公式（升温时）
Q:吸收的热量
m：物体质量
t1：物体初温
t2：物体末温
比热容的计算公式（降温时）
4.2×103
2.1×104
2.1×105
Ｑ吸＝cm(t2-t1)
Ｑ放＝cm(t1-t2)
1kg的水，温度升高1℃，吸收的热量为　 J
5kg的水，温度升高1℃，吸收的热量为 　 J
5kg的水，温度升高10℃，吸收的热量为 　　　　　J
5kg的水，温度降低10℃，放出的热量为 　　　　　J
2.1×105
吸收热量：
放出热量：
根据比热容的定义计算吸收（或放出）的热量
例．一个质量为250g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放 = cm(t1-t2)
　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
=6.21×104 J
钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
解：
典型例题
比热容的实质
（1）反映了物质吸热放热的本领；
（2）物质对冷热反应的灵敏程度；
比热容越大，吸热或放热本领越强
比热容越小，对冷热反应越灵敏
水的比热容是___________
它的物理意义是:___________
__________________________
4.2×103J/(kg · ℃)
一千克的水温度每升
高(降低) 1℃,吸收(或放出)热量是4.2×103J
比热容是物质的一种特性，就像密度是物质的特性一样，同种物质的比热容是一定，不随物体吸收或放出的热量多少、质量、升高或降低的温度而改变。
比热容的物理意义：
不同物质的比热容
（1）哪种物质的比热容最大？
（2）每种物质都有它的比热容，水与冰的比热容是否相同？
（3）分析比热容表，可以找出哪些规律？
①大部分物质的比热容不同。
②同种物质不同状态时，比热容不同。
③上述物质中水的比热容最大。
④通常液体比热容比固体的大。
1、质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，水吸收了多少热量？
解：Q吸=cm(t2-t1)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳10kg ╳（65℃-25℃）
＝1.68╳106J
答：水吸收了1.68╳106J热量
练一练
2、质量为2kg的沸水（100℃），温度降低了60℃，水放出了多少热量？
解：Q放=cm(t2-t1)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳2kg ╳60℃
＝5.04╳105J
答：水放出了5.04╳105J热量
3、质量是1kg的铝壶内装有25℃的3kg水在一个标准大气压下将水烧开。壶和水共吸收了多少热量？
解：铝壶吸热
Q吸1=c1m1(t2-t1)
＝0.88╳103J/(kg.℃) ╳1kg ╳(100℃－25℃）
＝6.6╳104J
Q吸2=c2m2(t2-t1)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳3kg ╳(100℃－25℃）
＝9.45╳105J
Q吸＝ Q吸1＋ Q吸2＝ 6.6╳104J＋9.45╳105J
＝1.011╳106J
答：壶和水共吸收了1.011╳106J的热量。
热平衡
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”.
（2）热平衡方程：Q吸 = Q放.
热量和热平衡
知识提高
（1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt.
（2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用.
热量和热平衡问题的计算
（3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差.
（4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放.
热量和热平衡问题的计算
例.使20 g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103 J/(kg·℃)］
解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J；
由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量
1、汽车发动机为何用水来冷却？
冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？
工厂里的冷却塔为什么大多用水作为冷却介质？
讨论 ：
结论：利用水的比热容大的特性。
三、比热容的应用
2、新疆有句谚语：早穿皮袄午穿纱,晚上围着火炉吃西瓜。你能说出它的道理吗？
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。
3、你知道海陆风和陆海风是如何形成的吗？
海陆风
陆海风
由于海水比热容大，接受太阳辐射能后，表面升温慢，陆地比热容小，升温比较快。于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升气压减小而形成海面吹向陆地的海风。夜晚则恰恰相反，海水降温慢，海面空气温度相对高，空气上升气压小而形成由陆地吹向海面的陆风。
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。
调节气温 沿海地区的温度变化比内陆地区小，原因：根据公式Δt=Q/cm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。
总结：运用公式法理解水的比热容大的三种应用：
　　1．关于比热容，下列说法正确的是（ ）
　A．温度越高，比热容越大
　B．物质放热越多，比热容越大
　C．物质的质量越大，比热容越小
　D．物质的比热容与质量和温度无关
D
课堂练习
A B C D
　　2．以下四种现象中，与水的比热容很大现象无关的是（ ）
　　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
3.关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的比热容跟物体的温度有关
C．物体的质量越大，它的比热容越大
D．物体的比热容与温度、质量都没有关系
D
4.一个太阳能热水器的容量为80L，装满水后，使这些水的温度从10℃升高到40℃，水需要吸收多少热量？
解析：水的体积V水=80L=80dm3=0.08m3，由 可得，水的质量
水吸收的热量
(1)图B为某时刻的温度，其示
数为________℃。
5.在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。
(2)分析图C可知，吸收相同热量，
_______液体升温更高;_______液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2:1，则甲、乙液体的比热容之比为___________。
39
乙
甲
3：2
物质的
比热容
引入比热容
比热容
热量的计算
比较同种物质的吸热
比较不同物质的吸热
定义、公式
应用
Q=cm（t2-t1）
热平衡：Q吸=Q放
特性
不变
制冷、散热、调节气温
课堂小结
谢谢
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