13.3比热容 教案（表格式）

比热容教案
课 题 比热容
教学目标 1．通过实验探究，建立比热容的概念。 2．尝试用比热容解释简单的自然现象。 3．会进行物体吸、放热的简单计算。
教学过程
1.内能：构成物体的所有分子，分子热运动的 与 的总和，叫做物体的内能。 任何物体在任何情况下都有内能。影响物体内能大小的因素：① ；② ；③ 。 2.改变物体内能的方法： 和 。对物体做功物体内能会 （将机械能转化为内能）。物体对外做功物体内能会 （将内能转化为机械能）。②热传递是热量从 传到 或从同一物体 传到 的过程。 3.热量：在热传递过程中，传递 的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。热量是变化量，只能说“ 热量”或“ 热量”，不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。） 答案： 动能 分子势能 温度 质量 材料 做功 热传递 增加 减少 高温物体 低温物体 高温部分 低温部分 3.内能 吸收 放出 精讲1 比较物质的吸热能力（实验） 【播放视频】情境一：烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚，沙子很快凉了下来，但海水却还暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样 情境二：糖炒栗子，为什么要加入沙子一起炒呢？ 情境三：汽车水箱中加水有什么作用呢？（根据情景1视频，提出比热容的概念，尝试让学生解释情景2、3） 【想一想】 物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？ 联系生活思考： 分别把一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？ 把一壶水烧开和烧成温水，哪种情况需要吸收更多的热？ 同一种物质，吸收的热量跟物体的 和 都有关系。 同一种物质，质量 ，温度升高的度数 ，吸收的热量越多。 【实验探究】比较不同物质吸热的情况 【提出问题】 不同种物质组成的物体，在质量相等，升高的温度也相同时，吸收的热量一样吗？ 【设计实验】 【想想议议】 你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题？ 2．如何设计实验方案？讨论中，学生主要集中： （1）怎样比较水和油吸收热量的多少？（重点强调） （2）实验中，需要测量哪些物理量？ （3）需要哪些实验器材？ （4）怎样设计实验方案和记录实验数据的表格？ 【归纳总结】师生讨论后，归纳方案如下： 使用相同的电加热器，加热质量相等的不同物质（水和食用油），使它们升高 的温度，比较它们 的多少（吸收热量的多少) 。 【进行实验、收集数据】 【 收集数据】 液体质量 m/kg升高的温度 (t-t0)/℃加热时间t/min吸热多少水0.1104多煤油0.1102少
【归纳总结】 质量相等的不同物质升高相同的温度时，吸收的热量是 的。 【评估】 在刚才的探究实验中运用了哪些研究问题的科学方法？实验设计有没有不合理的地方？操作中有没有什么失误？从实验中你还有什么新发现？ 【深化引导】 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是 的，即不同种物质的吸热能力是 的。 【过渡】怎样比较不同物质这种性质上的差别呢？ 【比一比】哪种物质的吸热能力强 情境一：升高的温度、吸收的热量相同，质量不同 物质质量升高的温度吸收的热量铅3 kg10 ℃0.39×104 J铜1 kg10 ℃0.39×104 J
情境二：质量、吸收的热量相同，升高的温度不同 物质质量升高的温度吸收的热量水1 kg10 ℃4.2×104 J沙石1 kg45 ℃4.2×104 J
情境三：质量、升高的温度、吸收的热量均不同 物质质量升高的温度吸收的热量水2 kg5 ℃4．2×104 J煤油3 kg10 ℃6.3×104 J
【类比速度】在运动的路程不同，时间也不同时，我们是怎样比较运动快慢的？ 【小结】 质量、升高的温度、吸收的热量均不同，求出吸收的热量与质量和升高的温度乘积的比，比较单 位质量的物质温度升高1℃时吸收的热量。 【过渡】为了表示不同物质吸热情况的不同，物理学中引入比热容这个物理量。 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 。（类比速度的定义方法，用比值的方法定义比热容的概念。）用符号 表示。 2.说明：比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量。 单位：焦每千克摄氏度 J/(kg·℃) 【找规律】 一些物质的比热容 物质比热容/ J·(kg·℃) -1物质比热容/ J·(kg·℃) -1水4.2×103砂石0.29×103酒精2.4×103铝0.88×103煤油2.1×103干泥土0.84×103蓖麻油1.8×103铁、钢0.46×103冰2.1×103铜0.39×103
【总结规律】 1.不同物质比热容一般不同；同种物质，物态不同，其比热容 ；液体比热容一般 固体的比热容（填“大于”“等于”“小于”）；水的比热容最 。c水=4.2 103 J/(kg·℃) 2.物理意义：表示1kg的水，温度升高1℃所吸收的热量是 。 【合作研讨、深化认识】 一桶水与一杯水比较，谁的比热容大？ 比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度有关吗？ 【强调】某一种物质的比热容与物体的 、 、 无关。物质的比热容由物质的 种类（本身特性）、物态决定。比热容是物质的一种 ，可以用比热容来鉴别物质的 。 【生活想一想】 1.为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 2.我国北方楼房的暖气用水作为介质，把燃料燃烧产生的热量带到房屋中取暖。用水做输送能量的介质有什么好处？ 3.在日常生活中，还有哪些地方利用了物质的这一属性？ 【例1】夏天，人们喜欢到海边度假。白天，海风拂面，带来丝丝凉意，夜间却不会很凉。而沙漠的夏天昼夜温差可达50℃。对这种现象的解释，正确的是（ ）答案：C A．太阳照射沙漠地区的时间较长 B．海边有风而沙漠地区可能没有 C．海水的比热容比沙石的比热容大 D．太阳直射沙漠地区，斜射海边 【例2】两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热， 液体温度与加热时间关系如图所示．根据图线可知（ ） 答案：A A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，甲液体吸收的热量多 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 【例3】为了比较水和食用油的吸热能力，小海用如图5所示的装置实验。 (1)实验器材:水、食用油、电加热器、天平、 _、 __. (2)在两容器内装入 _相同的水和食用油.选用相同规格电加热器的目的是:使水和食用油在每秒钟吸收的 相同。 (3)下面是实验记录数据: ①分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是:同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的 有关。 ②分析第1、3或2、4次实验数据，可以得到初步结论是：质量 的不同种物质，吸收热量的多少与物质的 有关。 ③分析第 、 次实验数据，可以得出的初步结论是:质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质 有关。 答案：（1）温度计 秒表 （2）质量 热量 （3）质量 相同 种类 4 5 加热时间 【变式1】下列说法正确的是（ ） 答案：B A．水变成冰，比热容不变 B．初春傍晚农民在秧田中灌满水，利用了水的比热容较大的特性 C．固体变成液体分子间的作用力变大 D．破镜不能重圆，是因为分子距离大，分子间作用力很大的缘故 【变式2】为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如下图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下： 物质质量/g温度升高10℃所需的时同/s温度升高20℃所需要的时间/s温度升高30℃所
需要的时间/s沙子306489124水3096163220
（1）此实验采用了转换法的思想，用 来表示水和沙子吸热的多少。 （2）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量______（填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；因此 （填“沙子”或“水”）吸热本领强。 （3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，______（“沙子”或“水”）升高的温度更高．所以白天在海边会吹 （填“海风”或“陆风”）（注：海风指风从海面吹向陆地，陆风指从陆地吹向海面。）
（4）有一次小明在白天进入森林游玩时迷了路，经过思考，他 （填“顺风”或“逆风”）走了下去，很快走出森林． 答案:加热时间 大于 水 沙子 海风 逆风 精讲2 热量的计算 【想想议议】 由水的比热容知质量为1kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J,那么 ①质量是5kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是______________________。 ②质量为1kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是_____________________。 ③质量为5kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是_____________________。 ④如果用Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0和t分别是加热前后物体的温度,通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q吸=_______________ 如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式又应是Q放=________________。 总结为：，其中表示物体的温度差值。 【例1】（1）把质量为2kg、温度为50℃的铝块加热到100 ℃，铝块吸收的热量是多少？[c铝=0.88×103J/（kg·℃）] （2）有一根烧红的铁钉，温度是800 ℃，质量是1.5 g。它的温度降低到20 ℃，要放出多少热量？[C铁=0.46×103J/（㎏·℃）] 答案：（1）8.4×104 （2）538.2J 【例2】汽车的散热器用水做冷却剂，这是因为水的比热容 ；若汽车散热器中水的质量为5kg，初始温度为200C，工作过程中，水的温度升高 10℃。则水吸收的热量是 J．某次工作一段时间后，若散热器中的水共吸收了8.4×105J的热量，则这些热量可以是散热器中的水温度升高到 　℃。[水的比热容为 4.2×103 J/（ kg℃）]．答案: 大 2.1×105 60 【变式1】（2015 厦门）铁的比热容大于铜的比热容．质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量，若吸收的热量全部转化为内能，则铁块的（　　） 答案：A A．温度升高较少 B．末温较低 C．内能增加较少 D．内能较小 【变式2】小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L，小星进行了一次观察活动，某天早上，他用温度计测得自来水的温度是20OC，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器“显示水箱中的水温为45OC，求出水吸收的热量；【C水=4.2x103J/(kg·OC)】 答案： 2.1×104 出题角度1：实验：吸热能力的比较 【例1】现在许多家庭采用了“水地暖”取暖．其原理是用不高于60℃的热水，在铺设于地板下的管道内循环流动，加热整个地板，通过地板以热传递方式向室内供热．利用热水为热媒，主要是因为水的（ ） 答案：C 流动性强 B．沸点高 C．比热容大 D．密度大 【例2】在“比较水和煤油吸热时升温快慢”的实验中，不需要控制的变量是（ ）答案：B 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 【变式1】为了研究物质的某种特性 某同学用四个同样的酒精灯分别给四个完全相同的烧杯加热，四只烧杯中分别盛有初温相同的水和煤油，实验数据记录在下表，请根据所记录的实验数据完成填空。 (1)分析上表中实验1与2的数据，初步归纳得出：对于同种物质，升高相同的温度，质量越大，加热时间越长，由此说明物质吸收的热量与 有关。 (2)分析上表中实验1与3的数据，初步归纳得出： 。 (3)分析上表中实验 的数据，初步归纳得出：质量相等的同种物质，升高的温度越多，加热时间越长，由此说明吸收的热量还与 有关。 答案：（1）物体的质量 （2）物质吸收的热量与物质的种类有关 （3）3、4 加热时间 出题角度2：比热容的理解及计算 【例1】由c=，关于同一物质的比热容c，下列说法正确的是（ ） 答案：D A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D．无论质量多大，比热容都一样 【例2】用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为( ) 答案：C
A．5.04×105J B．4.2×105J C．2.52×105J D．条件不足，不能计算 【变式1】水稻是喜温植物，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，这是因为水的　　　　　　较大，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3.36×107J的热量，则该秧田内的水的质量为　　　　　　kg． 答案：比热容 4000 【变式2】如图将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上．经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示．则三块金属的比热容（ ） 答案：C
A.C甲最大 B．C乙最大 C．C丙最大 D．C甲=C乙=C丙 一、比热容 定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃时所吸收的热量叫这种物质的比热容，简称比热。 （1）说明比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 （2）比热容与物体的质量、温度、吸热情况无关。 二、热量的计算 物体温度升高时所吸收的热量：Q=cm(t-t) 物体温度降低时所放出的热量：Q=cm(t-t) 【A组】 1.下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（　　） 答案：A A．夏天，在地上洒水会感到凉快 B．北方楼房内的“暖气”用水作为介质
C．海边昼夜温差变化比沙漠中小 D．汽车的发动机用循环水冷却 2.下面关于热现象的说法，正确的是（ ） 答案:D A.物体温度升高一定是吸收了热量 B.冰在融化的过程中，温度不变，内能不变 C.人从游泳池上来感觉冷，是由于水的比热容较大，它能吸收更多的热 D.汽车发动机用水作冷却液，是由于水的比热容较大，它能吸收更多的热 3.根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论，其中正确的是（ ） 答案：C
A．液体的比热容一定比固体的大
B．比热容可以鉴别物质是因为不同种物质的比热容一定不同
C．可以用水银制作体温计的原因之一是水银的比热容小
D．若铝块和铜块吸收的热量相同，升高的温度相同，则铜块的质量小 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 。 答案：大 沙子比热容较小 水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃升高50℃需要吸收 J热量．如果将水倒掉一半，它的比热容将为 （填“变大”、“不变”、“变小”） 答案：5.04×105 不变 6.为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验： a．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体 b．用温度计分别测出甲乙两种液体的初温 c．在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同 d．用温度计分别测出甲乙两种液体的末温 请解答下列问题： （1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，存在错误的是步骤　　　　　　（填写步骤前的字母），该步骤中错误的内容应改为　　　　　　； （2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体　　　　　　； （3）如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象．若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体　　　　温度升高得快，甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲　　　c乙． 答案：（1）a； 在两个同样的烧杯中，分别装入等质量的甲乙两种液体； （2）吸收的热量相同； （3）甲； ＜； 【B组】 1.两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则（ ） 答案：A A．两杯液体吸收的热量相等 B．温度较高的液体比热容较大 C．温度较低的液体吸收的热量较多 D．温度较高的液体吸收的热量较多 2.质量和初温度都相同的一块铝和一杯水，它们吸收相等热量之后，把铝块投入水中，那么（ ） A．热量由水传给铝块 B．热量由铝块传给水 答案：B C．水和铝块之间没有热传递 D．条件不足，无法判定 3.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示．实验中，水和另种液体在相同时间内放出的热量相等．分析图象可以得出：　　　　　　物质为水，另一种液体的比热容为　　　　　　J/（Kg ℃）．答案：甲； 2.1×103 4.《舌尖上的中国》聚焦普通人家的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美，对烹制过程中所含的物理知识，认识正确的是（ ） 答案:D A．冬天腌制腊肉需要较长的时间：说明分子在低温下没有做无规则的运动 B．炒锅一般用铁制造：主要是利用了铁的比热容较大这一特性 C．放入锅中爆炒：主要通过做功的方式使莴笋和腊肉的内能增加 D．上桌时散发出浓浓的香味：由于温度越高，分子热运动越剧烈 5.如图所示，隔着石棉网同时加热两规格相同的试管，试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同，则煤油和水吸收的热量 （填“相同”或“不同”）；若煤油和水的温度都升高到40℃，则 需加热较长的时间。（c水＞c煤油） 答案：相同 水 6.烈日炎炎，中午海滩上的沙子热得烫脚，海水却非常凉爽，这是因为水的比热容　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）沙子的比热容．质量2kg的水温度升高10℃时，吸收的热量是　 　J．[（c水=4.2×103J/（kg ℃）]． 答案：大于 8.4×104 7.为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，并根据记录的数据作出了两种液 体的温度随时间变化的图像，如右图所示。 （1）根据图像，某同学认为:“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确 请说明理由。 （2）要使甲、乙升高相同的温度，应给 加热更长的时间，这说明 的吸热能力强些。 （3）如果已知甲的比热容是 1.8×103J/ (kg·℃)，则乙的比热容是 J/ (kg·℃) 答案：（1）不正确 升高的温度越大，不代表吸收的热量越多，两个完全相同的酒精灯加热相同时间，放出的热量是相等的，甲乙吸收的热量也是相等的。 （2）乙 乙 （3）2.4×103 8.水壶里装有2L、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知大气压强为1标准大气压，c水=4.2×103J(/kg℃)。求：烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ 答案：6.72×105 J
1.在研究和学习物理学的过程中，方法是不可缺少的。比值法是对与多个因素有密切关系的某个物理量进行测量的思想和方法，我们学习过的速度和密度概念都是通过比值法建立起来的，下列物理量不是用这种方法建立起来的有（ ） 答案：C A．热值 B．功率 C．功 D．比热容 2.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（ ） 答案：A A．A的比热容与B的比热容之比为2:1 B．A的比热容与B的比热容之比为2:3 C．都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多 D．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 3.下列关于水的理解，正确的是( ) 答案：C A．水无论是蒸发成水蒸气还是结成冰，其比热容不变
B．部分0 ℃的水结冰变成0 ℃冰水混合物，内能不变
C．发动机常用水来冷却是因为水的比热容较大
D．30 ℃的水比20 ℃的水所含的热量多 4.冷水的质量为m，温度为t1，吸收一定热量后，温度升高到t；另有质量为2m的热水，放出同样多的热量后，温度也降到t，那么热水原来的温度为（ ） 答案：A A． B． C． D． 5.（多选）用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图甲），根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象（如图乙）．在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（　　） 答案：BC A．若ma=mb，则ca＞cb B．若ma=mb，则ca＜cb C．若ca=cb，则ma＜mb D．若ca=cb，则ma＞mb 6.如图所示，是小明做“探究某固态物质熔化特点”实验时，根据实验数据描绘的图像．由图像可知，该固态物质属于________（晶体/非晶体）；从图像可知，这种物质固态时的升温比液态时升温__________（慢/快），固态时的比热容_______大于/小于/等于）液态时的比热容． 答案：晶体 快 小于 7.某液体的质量为1kg，初温为20℃，加热一段时间后温度升高到50℃，吸收的热量为1.26×105J，某液体的比热容为多少J/（kg ℃）？ 答案：4.2×103J/（kg·℃） 8.在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中： （1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节　　　　　　（A/B）的高度，调节它的高度是为了　　　　　　． （2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油　　　　　　，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是　　　　　　． （3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是　　　　　　．（答出一个即可） 答案：（1）A； 确保使用外焰加热； （2）升高的温度； 秒表； （3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等；