13.3 （课件）比热容(共50张PPT)

(共50张PPT)
第3节 比热容
情景
引入
合作
探究
课堂
小结
随堂
训练
第十三章 内能
知识
梳理
人教版初中物理九年级上册
1
知识清单
1.比热容的概念：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的_______和升高的_______乘积之比，叫做这种物质的比热容，它的符号是____，单位是___________，读作_________________.比热容反映了物体的_______本领，它是物质的一种特性，同种物质比热容_______，不同的物质比热容一般_______.
2. 水的比热容比较_____，因而常用作_________；
也用热水来取暖；水还能调节_______.
质量
温度
c
大
冷却剂
气温
J/（kg·℃）
焦每千克摄氏度
吸热
相同
不同
比热容在数值上等于____________的某种物质温度升高1℃所_______的热量.物体在热传递的过程中，吸收（或放出）热量的多少与物质的_______、_______________
_____________、_________________三个因素有关系.
热量的计算可以用公式Q = ______表示.物体吸收的热量可以用公式Q吸 = _________表示；物体放出的 热量可以用公式Q放 = _________表示.
单位质量
吸收
质量
种类（或比热容）
cmΔt
cm(t-t0)
cm(t0-t)
改变的温度（或升高、降低）
下面播放中央电视台一天的天气预报的录像片段，注意观察我国各省内城市最高气温和最低气温，看看能不能从中发现什么规律。
2
情景导入
为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢？
1.探究水吸收的热量跟哪些因素有关
（1）水吸收的热量与水的质量有关，水的质量越大吸收热量越多.
（2）水吸收的热量与水温升高多少有关，水温升高越多吸收热量越多.
3
探究不同物质的吸热能力
2. 探究物体吸收的热量与物质种类有关——比热容
　　是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量就相等呢？或者说物体吸收热量的多少是否还跟其他因素有关？
想一想
　　物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关.
　　看看不同种类的物质，吸收热量的性质是否相同。
做一做
　　（1）比什么？拿谁比？怎么比？
　　（2）怎么知道哪种物质吸收热量多？
　　（3）要记录哪些数据？
实验准备
实验设计
比较不同物质吸热能力的方法：
(1)使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。
(2)使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。
实验方法：
(1)转换法：利用加热时间的长短来反映物体吸热的多少。
(2)控制变量法：控制物质的质量、升高的温度或吸
收的热量相同。
进行实验
方案一：用相同质量的两种物质（如食用油和水），让它们升高相同的温度，比较加热时间.
设计记录数据的表格.
表一
物质的种类 水 食用油或（沙子） 升高的温度（℃）
加热的时间（min）
方案二：用相同质量的两种物质，给它们加热相同时间，比较温度升高的多少（实验装置上图同样适用）.设计记录数据的表格.
表二
物质的种类 水 食用油或（沙子） 升高的温度（℃）
加热的时间（min）
实验结果
　　等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比食用油吸收热量多。
　　由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
水跟煤油的实验
　　经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。
　　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。
　　比热容用符号c 表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · ℃)。
4
认识比热容
3.比热容是物质的属性
　　比热容是反映物质自身性质的物理量（即是物质的属性），物质种类不同，比热容一般不同.
D
【例1】

【答案】
【解析】
是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。比热容与物质的种类和状态有关，与物体吸热或放热的多少、温度高低及温度改变量、质量大小无关。
D
D
【例1】

【答案】
【解析】
是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。比热容与物质的种类和状态有关，与物体吸热或放热的多少、温度高低及温度改变量、质量大小无关。
D
　　同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？
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，但是海水的比热比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。
5
比热容的应用
“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。
比热容的应用
讨论 ：
1、汽车发动机为何用水来冷却？
2、冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。
水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时， 放出的热量多，用热水取暖效果好。
为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大
由于海水的比热容大，沙石比热容小，海水与沙石比较，吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小， 白天在受太阳照射条件相同时， 海水的温度变化要小些， 沿海地区比内陆地区温升慢， 夜晚放热， 沿海地区温度降低也少。
海滨24℃－28℃
沙漠5℃－38℃
不考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？
例1.利用比热容的知识解释一些现象
　　想想这是为什么呢？
　　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
例2.利用比热容的知识解释一些现象
例3.昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周边，现在滇池南北长约40千米，东西宽约8千米，总面积300平方千米，湖岸线长163.2千米，最大水深10.4米，平均水深4.4米。那里的气候宜人，四季如春，这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗？
例4.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？
例5.钢筋水泥都市，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，应该如何应对呢？
种草种树，增加水蒸气蒸腾
修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。
例6.如图是其中一个实验小组画出的冰熔化时温度随时间变化的图象，请你利用图象分析说明冰的比热容小于水的比热容（假定每分钟受热物质吸收热量相等）
答案：因为质量是物质本身的一种属性，与状态无关，所以冰化水后质量不变.
由图象可知，加热相同的时间（第1分钟和第5分钟）内两者吸收的热量相等.
因为相同质量的不同物质吸
收相同的热量时，温度变化小的
物质比热容大，所以水温度的变
化小，比热容大.
总 结
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
运用公式法理解水的比热容大的三种应用：
比热容的单位是J/（kg·℃）
物质吸收（或放出）的热量
与物质的质量、温度和种类有关
能否利用一个公式具体地说明热量、温度、质量、比热容之间的关系呢？
6
热量的计算
水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示什么意义呢？
质量为1kg的水，温度升高1℃，要吸收4.2×103J的热量.
物理意义：
1kg
2kg
1℃
2kg
1℃
2℃
4.2×103J
2 × 4.2×103J
2 × 2 × 4.2×103J
质量
温度变化
　　如果知道有mkg水，加热前初始温度为t0℃，加热后温度为t℃，那么它吸收了多少热量呢？
想一想
　　下面我们一起来总结关于比热容的热量公式.
m
×
× 4.2×103J
（t - t0）
已知铝的比热容是0.88×103J/(kg·℃)，这表示质量是1kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88 ×103J.计算：把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃ ，铝块吸收的热量是多少？
如果以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；通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式：Q吸=_______________。
如果要计算物体降温时放出的热量，公式会有什么不同？
想想议议（教材P14）
m×（t - t0）×c
热量的计算
运用公式时应注意的问题：
(1)物体吸热升温时，Δt＝t－t0；
物体放热降温时，Δt＝t0－t。
(2)运用上述公式进行计算时，一定要注意物理量的一一对应，且统一各个物理量的单位。
(3)比热容的单位不可去掉分母的括号而写成“J/kg·℃”。
(4)“升高”“升高了”不同于“升高到”。“升高”和“升高了”是温度的变化量，即Δt；“升高到”是末温，即t。
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
（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.
例7.某温泉度假村利用地热水作为房间洗浴用水，请计算：质量为100kg的地热水，温度从70℃降低到20℃，放出的热量是多少？［c水=4.2×103J/(kg·℃)］
解：地热水放出的热量
Q放 = c水m(t0-t)
= 4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)
= 2.1×107J.
例8.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
例9.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________℃.
解：根据热量公式Q = cmΔt，得水升高的温度为：
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℃，故水的末温为100℃.
100
　　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。
　　比热容用符号c 表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · ℃)。
什么是比热容
热量的计算：（1）升温吸热：Q吸=cm（t-t0）.
（2）降温放热：Q放=cm（t0-t）.
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课堂小结
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课堂训练