《比热容》
第三节 比热容
【学习重点】:比热容的概念和热量有关计算。
【学习难点】:理解比热容概念并能利用它解释有关现象.
【预习检测】
1.根据生活经验,我们会发现烧一壶水所用的时间比烧半壶水所用的时间要长,说明物体所吸收的热量与_________有关。
2.把一壶水烧成开水比烧成温水所用的时间长,说明了物体所吸收的热量的多少与_________有关。
3、相同质量的水和沙子,当温度升高的度数也相等时,吸收的热量是不是一样多呢?
4.热量是看不见,摸不着的,你是通过什么知道水吸收热量多少的呢?
【共同探究】
★学生活动一:探究比较不同物质的吸热能力
1、方法:根据我们的生活经验已经知道物体吸收热量的多少与 和 有关,我们要探究热量的多少与物质的种类是否有关,需要控制 、 相同,这种方法叫 。
2、器材:你认为要验证你的猜想,需要哪些器材,思考并交流以下几个问题:
(1)需要测量哪些物理量,需要哪些器材?并说出你的理由
(2)热量是看不见摸不着的物理量,你通过什么知道它的多少?。
(3)数据记录表格中的加热时间代表哪个物理量?
3、进行试验:某组同学按照课本组装器材,并进行实验,后将实验数据填入下表格中,
下表是他的实验数据记录:
烧杯号
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
1
水
200
20
28
8
2
水
100
20
28
4
3
煤油
200
20
28
4
4
煤油
200
20
24
2
请根据表中的实验记录回答:
⑴比较1、2记录,得出的结论是___________________________________;
⑵比较3、4记录,得出的结论是___________________________________;
⑶比较1、3记录,得出的结论是___________________________________;
⑷综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与_________________________有关。
⑸该同学在本次实验中用到的研究方法是____________________________。
4、结论:(1)交流实验数据,说出通过实验得出的结论是:相同质量的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度 (相同、不同),这说明物体吸收热量的多少与 有关。
★学生活动二:阅读132页比热容,回答下面问题.
1、定义:由于不同的物质升高相同的温度需要吸收的热量不同,为了揭示物质的这种特性,引入了一个新的物理量:比热容。物理学中规定:单位质量的物质温度每升高或降低 所吸收或放出的 为该物质的 ,它的国际单位是 符号
2、意义:看常见物质比热容表格,了解各种物质比热容,可知(1)不同物质的比热容一般 ,(相同、不同) (2)水的比热容最大,水的比热容为 ,它的意义是 沙石的比热容为 ,它的意义是 ,如果让相同质量的水和沙石吸收相同的热量,水升温要 (快、慢)。
3、水的比热容较大的在生活中的应用和现象:
(1)人们常用冷水冷却发动机,冬天人们用热水来取暖,你能解释这样做的原因吗?
(2)我国新疆地区有“早穿棉袄,午穿纱,抱着火炉吃西瓜”的说法,你能解释这种昼夜温差较大的原因吗?
(3)你能再举一例吗?
(4)如果把这杯水倒去一半,所剩部分的水的比热容是_________ J/(Kg℃)。
★学生活动三:探究热量的计算
已知水的比热容为4.2×103J/(Kg℃),
则:1Kg的水温度升高1℃,所吸收的热量为 ________ J;
1Kg的水温度升高2℃,所吸收的热量为 J;
2Kg 的水温度升高1℃,所吸收的热量为 J;
2Kg 的水温度升高2℃,所吸收的热量为 J;
小结:如果我们用Q表示物体吸收或放出的热量,用c表示物质的比热容,用Δt表示温度的变化,你能总结出物体在温度变化时所吸收或放出热量的计算公式吗?
Q = _____ ___。
请利用公式计算:
1、在标准气压下,将0.5Kg,20℃的水烧开,需要吸收多少热量?
2、质量为5kg的热水,从100℃降到80℃放出的热量是多少?
【归纳整理】
【拓展练习】
1.小明在两个易拉罐中分别装入等质量的沙子和水,用相同的酒精灯对其加热,以便探究沙子和水吸热升温快慢的程度。
(1)比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种:
① ②
(2)实验中小明猜想;沙子吸热升温比水快。如果他的猜想是正确的,则应该观察到的现象是 。
2.、一太阳能热水器水箱内装有质量为80kg的水,经太阳晒2h后,温度从20℃升高到50℃所吸收的热量是???????? ?J,这是用?????????? 的方式增加了水的内能.
3.由Q=cm(t- to)可得。c= ,关于同一种物质的比热容c,列说法正确的是( )
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
4.我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水吸收一定热量,水温升高2℃。若这些热量被同等质量的砂石吸收(c砂石5.为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,某同学做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热.下表是他们的实验记录,根据实验记录回答下列问题:
烧杯号
液体
质量/克
初温/℃
末温/℃
加热时间/分
1
水
300
20
30
12
2
水
150
20
30
6
3
煤油
300
20
30
6
4
煤油
300
20
25
3
(1)分析比较_________(填烧杯号)烧杯的实验记录,可得出的初步结论是:在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同. ?(2)分别分析比较1,2和3,4两烧杯的实验记录,结合(1)中的结论,然后综合归纳可得出,物体温度升高时吸收热量的多少与_________有关系.
6.(2010北京西城模拟)铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块,若它们升高的温度之比为1∶2,则它们吸热之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.6∶1 D.1∶6
7.(2010北京顺义模拟,50)一个温度是40 ℃的铁球,吸收2.3×103 J的热量后,温度上升到90 ℃,求铁球的质量。〔铁的比热容是0.46×103 J/(kg·℃)〕
13.3 比热容
教学目标 a. 知道什么是物质的比热容 b. 知道比热的单位是焦/(千克·℃)及其读法 c. 会查物质的比热表 d. 能用学的比热知识解释一些常见日常现象,培养学生解决实际问题的能力教学建议 教材分析 分析一:比热是初中物理中一个非常重要的物理量,也是一个比较难理解的物理量.教材首先从日常生活常识出发,说明物质在温度变化时,吸收(或释放)的热量与物体质量和温度变化量有关,从而为比热概念的引出作好铺垫.然后安排演示实验,引导学生观察、对比、分析,最终抽象出比热的概念,并进一步由比热的定义说明其单位.最后列出一些常见物质的比热表,并联系实际讨论一些日常现象. 分析二:比热是一个比较抽象的概念,通过对它的学习,可以有意识地培养学生抽象思维能力. 教法建议 建议一:比热的概念比较抽象,因此通过实验总结出来是一个好办法,做好演示实验,引导学生有意识地观察和思考至关重要.实验前明确实验要研究的是不同的物质在质量相等、温度升高相同时吸收的热量是否相同.在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同,两个热水器也是完全相同的,这些实验条件对学生正确得出比热概念是非常重要的.当学生观察到煤油的温度上升得快时,要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时,升高的温度不同,并进一步引申到其它物质.最后引导学生怎样描述物质的这一特性,从而得出比热的概念. 建议二:在介绍比热表时,要教会学生怎样运用比热表,通过比较,指出水的比热较大,为讲解水在日常生活中应用做好铺垫.另外,根据水和冰的比热不同,说明不仅不同的物质比热不同,即使是同一种物质在不同状态下的比热值也不同. 建议三:为巩固学生对比热概念的理解,可以多联系实际,列举一些日常生活中的现象,并运用比热进行解释.“比热容”教学设计示例
课????题
比热容
教学重点
掌握并理解比热的概念
教学难点
掌握并理解比热的概念
教学方法
讲授、实验
教????具
温度计、煤油、水、电加热器、天平
?
知识内容
教师活动
学生活动
一、实验(1)常见有关比热现象(2)煤油、水对比实验二、比热单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量,叫做这一物质的比热容.单位质量的某种物质温度降低1℃所释放的热量也等于比热.比热的单位是焦/(千克·℃)三、比热表四、水的应用由比热表可以看出水的比热较大五、小节六、作业记忆并理解比热的概念,想一想日常生活中还有哪些现象可以用比热来解释.
列举日常生活中的常见有关比热现象演示实验现象引导学生观察思考通过实验我们可以看出不同物质吸收相同的热量升高的温度不同,而升高(或降低)相同的温度所吸收(或释放)的热量不同,那么用什么方法来描述物质的这一特性呢?引导学生看比热表,加深学生对比热概念的理解解释海洋性气候形成原因引导学生回忆什么是比热,其物理意义是什么
观察实验思考实验所说明的问题思考问题,提出描述不同物质的这一特性.看比热表,对比各种物质的比热解释日常生活中的暖气以及冷凝剂为什么常用水回答问题,复习巩固知识
“比热容”探究活动想一想日常生活中有哪些现象是利用水的比热较大的原理?
课件19张PPT。比热容第十三章 第3节 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?来自大自然的疑问 同样的日照情况下,为什么沙子和海水升高的温度不同呢?是因为沙子和水是不同的物质么? 用不同物质比一比吧! 1.探究物质的吸热本领想一想 看看不同种类的物质,吸收热量的性质是否相同。一、比热容做一做 (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?进行实验实验准备实验结果 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。 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 · ℃)。2.什么是比热容 水的比热容是: c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
色拉油的比热容是: c 油= 1.97×103 J/(kg·℃) 尝试说出水的比热容的物理意义: 1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。认识比热容关于比热容,下面几种认识对不对?
A.1 kg沙石,温度升高1 ℃,大概要吸收920 J的热量
B.液体的比热容都比固体大
C.同一种物质,比热容是相同的
D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质 学会查物质的比热容表 不考虑经济成本,谈一谈暖气用水好,还是用油好?3.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3.利用比热容的知识解释一些现象 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?3.利用比热容的知识解释一些现象 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?3.利用比热容的知识解释一些现象 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。3.利用比热容的知识解释一些现象 知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃),你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?吸收的热量
=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃)
=8.4×104 JQ吸= cm(t1-t0)Q放= cm(t0-t1)吸收的热量=比热容×质量×升高的温度二、热量的计算 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练一练A B DA B C D 2.以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是 ( )
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.滩涂湿地温差小练一练 3.一个质量为250 g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(t0-t1)
=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:练一练B 4.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c 铁