13.3 比热容（课件）(共28张PPT)2023-2024学年九年级物理全一册（人教版）

(共28张PPT)
13.3 比热容
人教版九年级全一册
第十三章 内能
老师： 授课时间：
课堂导入
你知道吗？
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；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？
课堂导入
想一想
比较下面两图，观察两地的气温情况，发现什么规律？
温差为6
温差为12
沙漠地区比临水地区的昼夜温差大，这与物质的吸（放）热能力有关。
一、比热容
1. 探究不同物质的吸热能力
【提出问题】物质吸收的热量可能哪些因素有关
【猜想与假设】
（1）物质吸收热量的多少可能与水的质量有关。支持事例：把水烧开时，水的质量越大，加热的时间越长。
（2）物质吸收热量的多少可能与升高的温度有关。支持事例：烧水时，把水烧的温度越高，加热的时间越长。
（3）物质吸收热量的多少可能与物质的种类有关。支持事例：加热质量相等的水与油，升高相同的温度，加热的时间不等。
一、比热容
【设计实验】
（1）该实验用控制变量法、转换法进行探究。
①控制变量法：探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时，应该控制两个量不变，每次实验只能改变一个量。
②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
（2）实验器材
质量相等的水与食用油、温度计2支、电加热器2个、秒表.
1. 探究不同物质的吸热能力
一、比热容
1. 探究不同物质的吸热能力
【进行实验与收集数据】
（1）取质量相等的水与食用油各200g.
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度.
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热3～5min（根据实际情况而定）.
（4）停止加热，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的温度.
（5）算出加热过程中水和食用油的温度各升高多少℃.
一、比热容
1. 探究不同物质的吸热能力
一、比热容
1. 探究不同物质的吸热能力
【进行实验与收集数据】
（6）处理实验数据
物质的种类 水 食用油
温度（℃） 30 32 34 35 30 34 36 38
加热的时间（min） 0 1 2 3 0 1 2 3
①质量相等的水和食用油，在吸收相等的热量时，升高的温度是不同的。
②质量相等的水和食用油升高相同的温度，吸收的热量不相等。
得出结论：
水和食用油吸收热量的本领不一样
现象
一、比热容
2. 比热容
（1）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
（2）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，叫做这种物质的比热容。
（3）定义式：比热容
C
一、比热容
（4）公式C中各物理量及其单位：
Q 表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J）
m 表示物体的质量，单位是千克（kg）
Δt 表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃）
吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0 – t末温
C 表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号: J/(kg·℃)
2. 比热容
一、比热容
2. 比热容
常见物质的比热容[J/（kg·℃）]
水　4.2×103 色拉油　1.97×103 铁、钢　0.46×103
酒精　2.4×103 砂石　0.92×103 铜　　0.39×103
煤油　2.1×103 铝　　 0.88×103 水银 0.14×103
冰　2.1×103 干泥土 0.84×103 铅 　 0.13×103
从上表中你可发现什么规律 ？
①不同种物质，比热容值一般不同。
②同种物质在不同状态时，比热容值不同。
③水的比热容最大，约是砂石的4.5倍。
一、比热容
（1）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，沙漠地带昼夜温差变化大？
3. 运用比热容知识解释有关现象
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，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢；因此白天海水温度低，沙子温度高。
晚上没有光照时，海水和沙子放出相同热量时，海水降低的温度比沙子的小。所以海水温度高，沙子温度低。
一、比热容
3. 运用比热容知识解释有关现象
（2）城市内有大量的钢筋水泥建筑，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，你能够解释其中的道理吗？
这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
解决方法：种草种树、建造人工湖等。
一、比热容
3. 运用比热容知识解释有关现象
（3）体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
因为水银的比热容较小 0.14×103焦/（千克·℃），与质量相同的水比较，当吸收相同的热量时，温度的变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
一、比热容
4. 水的比热容比较大的应用
（1）水的比热容比较大的物理意义：
水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。
水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。
（2）水的比热容比较大的应用：
①散热；②制冷；③调节气温。
一、比热容
4. 水的比热容比较大的应用
①用水取暖
因为水的比热容比油的大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却
汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
发动机中的水循环
一、比热容
4. 水的比热容比较大的应用
①用水取暖
因为水的比热容比油的大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却
汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
发动机中的水循环
一、比热容
5. 扩展性实验—用传感器比较不同物质的比热容
不同物质吸热的差异还可以用图所示的实验很快比较出来。用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相同的水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分要与试管内的水或色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。
在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对盛有水和油的试管进行加热，在计算机上可以得到相应的实验图线。
二、热量的计算
1. 热量的计算
根据比热容公式C
（1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
（2）物体温度降低时，所放出的热量为：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。
（3） 各物理量单位的选择
根据公式Q=cm (t-t0) = cm△tΔt
m 表示物质的质量，单位：kg
△t表示改变的温度，单位：℃
C 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）
Q 表示吸收或放出的热量，单位：J
二、热量的计算
2. 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
课堂小结
比热容
比热容
热量的
计算
①物质的吸热能力：与质量、升高的温度、物质种类有关。
②物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
③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，叫这种物质的比热容。
④公式： C=Q/mΔt
⑤单位：J/（kg·℃）
⑥比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
①影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。
②吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
③放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
课堂练习
1. （2023 连云港）沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（　　）
A．水的内能多，沙石的内能少
B．水的导热性好，沙石的导热性差
C．水的比热容大，沙石的比热容小
D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
【答案】C
【解析】因为沙子的比热容较小、水的比热容较大，白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；所以沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大。
故选：C。
课堂练习
2. （2023 乾安县三模）质量相等的铜块和铁块（C铜＜C铁）吸收了相等的热量后相互接触，则（　　）
A．会发生热传递，热由铜块传给铁块
B．会发生热传递，热由铁块传给铜块
C．不会发生热传递
D．条件不足，无法判断
【答案】D
【解析】Q吸＝cmΔt，铜块和铁块质量相同，吸收的热量相同，比热容大的物体，升高的温度少；c铁＞c铜，铁块升高的温度少，∵铜块和铁块初温大小不知，铁块和铜块的末温不能确定，二者接触，不能确定热传递方向。故选：D。
课堂练习
3. （2022秋 鲁甸县期末）如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组 B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为 C．图乙中，温度计的示数为41℃ D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱
课堂练习
【答案】D
【解析】A、要用酒精的外焰加热，故甲中，组装实验装置时应按自下而上的顺序组装，故A错误；
B、一切物体在任何温度下都有内能，加热前水和沙子的内能不为零，故B错误；
C、图乙中，温度计的分度值为1℃，示数为39℃，故C错误；
D、根据图丙可知，加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水升温慢，沙子比水的吸热能力弱，故D正确。
故选：D。
课堂练习
4.（2023 西青区一模）某太阳能热水器装有100kg，20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg的燃气。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气的热值。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】见试题解析内容
课堂练习
多谢欣赏！