人教版九年级物理 第十三章第2课时 比热容的应用及其计算教案

第2课时　比热容的应用及计算
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.能根据比热容进行简单的热量计算。
2.可以利用比热容解释生活中的一些现象。
【重点难点】
重点:利用吸收热量、放出热量的计算公式进行相关计算。
难点:利用热量计算公式的变形公式进行相关计算。
【新课导入】
情境导入
把相同质量、初温相同的水和煤油加热,升高相同的温度,水需要吸收的热量较多。到底多多少呢
复习导入
师:比热容的定义式是什么
生:c=
师:如果知道质量、升高的温度和物质的比热容,能不能计算出吸收的热量
从而引入新课。
【课堂探究】
探究点一　比热容的应用
查看比热容表,得出水的比热容最大,并利用水的比热容大,解释简单的生活现象。
问题1:汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用水来冷却,为什么
提示:因为水的比热容较大,与等质量的其他物质相比,在升高相同的温度时,吸收的热量多。
问题2:冬季暖气片中所使用的物质是水,为什么
提示:因为水的比热容较大,与等质量的其他物质相比,在降低相同的温度时,放出的热量多。
问题3:解释炎炎烈日下,漫步沙滩,发现沙子烫脚,而海水清凉,这是什么原因呢
提示:与同质量的海水相比,沙子的比热容较小,吸收相同热量时,沙子的温度升得高,所以沙子烫脚,而海水却是凉凉的。
探究点二　热量的计算
一、热量公式的导出方法(一)
已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)
则:1 kg的水温度升高1 ℃,所吸收的热量为　4.2×103　J;
1 kg的水温度升高2 ℃,所吸收的热量为　8.4×103　J;
2 kg的水温度升高1 ℃,所吸收的热量为　8.4×103　J;
2 kg的水温度升高2 ℃,所吸收的热量为　1.68×104　J。
小结
(1)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表示物体原来的温度(初温),t表示物体后来的温度(末温),通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q吸=　cm(t-t0)　;
(2)如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式是Q放=　cm(t0-t)　。
二、热量公式的导出方法(二)
比热容定义式:c=。
公式推导:Q=cmΔt,m=,Δt=。
注意:Δt表示变化的温度。
如果物体吸热升温:Q吸=cm(t-t0),
如果物体放热降温:Q放=cm(t0-t)。
三、利用热量公式进行计算
例题:小杨家的电热水器内装有5 L的水,该热水器中水的温度从20 ℃升高到40 ℃,求这些水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]
点拨: 知道水的体积,利用密度的变形公式m=ρV求水的质量,再利用Q吸=cm(t-t0)求水吸收的热量。
解析:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×5×10-3m3=5 kg,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×105 J。
答案:4.2×105 J
练一练
有一根烧红的铁钉,温度是800 ℃,质量是1.5 g,温度降低到20 ℃,放出多少热量 [已知铁的比热容是0.46×103 J/(kg·℃)]
解析:铁钉放出的热量Q放=cmΔt=0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800 ℃-20 ℃)=538.2 J。
答案:538.2 J
【课堂小结】
1.热量的计算公式可以写为Q=cmΔt,其中Δt表示温度的变化量,c为物质的比热容,m为物体质量。
2.注意“升高到”与“升高了”的区别。
第3节　比热容
第2课时　比热容的应用及计算
1.热量计算公式:Q吸=cm(t-t0),
Q放=cm(t0-t)。
2.变形公式:c=,Δt=,m=。
1.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(B)
A.密度大 B.比热容大
C.温度高 D.热膨胀大
2.甲、乙两物体的比热容之比为3∶2,吸收的热量之比为2∶1,若它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为　4∶3　。
3.在城市修建人工湖,不但可以美化生活环境,还能有效调节周围环境的气温,这是由于水的　比热容　大。
4.冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃),对一块质量为 2 kg,初温为-10 ℃的冰加热,使温度上升到 -4 ℃,不计热损失,则这块冰吸收了多少焦的热量
解析:这块冰吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=2.1×103 J/(kg·℃)×2 kg×[-4 ℃-(-10 ℃)]=2.52×104 J。
答案:2.52×104 J
5.部分高海拔地区昼夜温差较大,为了保护秧苗在夜间不被冻坏,人们常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出。如果让2 000 kg的水温度下降1 ℃,放出的热量为多少焦 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解析:水放出的热量Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 000 kg×1 ℃=8.4×106 J。
答案:8.4×106 J
6.质量是2 kg的某种物质温度从10 ℃升高了 20 ℃ 时,吸收的热量是1.88×104 J,该物质的比热容是多少
解析:由Q吸=cmΔt得,该物质的比热容c===0.47×103 J/(kg·℃)。
答案:0.47×103 J/(kg·℃)。
7.一个质量为50 g的烧红的铁块,温度为700 ℃,若它的温度降低到280 ℃释放的热量全部被质量为100 g,初温为50 ℃的水吸收,求:[c铁=0.46×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)铁块放出的热量。
(2)水升高的温度。
(3)水的末温。
解析:(1)铁块放出的热量Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(700 ℃-280 ℃)=9 660 J。
(2)由题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=9 660 J,则水升高的温度
Δt===23 ℃。
(3)水的末温t=t0+Δt=50 ℃+23 ℃=73 ℃。
答案:(1)9 660 J　(2)23 ℃　(3)73 ℃
　　纵观本节课的设计,不难发现每个环节都是由提出问题入手开展教学的,这一个个精心设计的问题,组成一个步步攀升的台阶,带领学生走向科学的殿堂。
在不违背新课程标准的前提下,在本节课教学过程中,我对教材进行了一系列的创新,如问题的提出方式,探究方案的设计等等。这些改革有利于培养学生的兴趣,提高学生分析问题和解决问题的能力。
物质的吸热和放热公式
(1)公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t),Q=cmΔt。
(2)理解
公式中,c表示物质的比热容,m表示物体的质量,t0表示物体原来的温度(初温),t表示物体吸热(或放热)后的温度(末温),t-t0表示物体升高的温度,t0-t 表示物体降低的温度。
(3)适用范围
公式适用于物态不发生变化时物体升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量的计算。如果过程中存在着物态变化,不能使用该公式。例如,冰熔化为水时,冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化,但需要从外界吸收热量,并且冰和水的比热容也不同。