13.2第二节 科学探究 物质的比热容（课件）(共29张PPT)2023-2024学年度沪科版物理九年级全一册

(共29张PPT)
第二节 科学探究：物质的比热容
理解比热容的概念；知道比热容是物质的一种特性。
01
能根据物质的比热容解释物体温度变化和吸放热问题。
02
03
能计算有关物质的比热容，温度变化或吸放热问题。
素养目标
04
会应用控制变量法和转换法设计探究物质比热容的实验。
　　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？
新课导入
铁块
铜块
Δ 给相同质量的铁块和铜块加热，让它们升高相同的温度，吸收的热量一样吗？
水
煤油
Δ 给相同质量的水和煤油加热，让它们升高相同的温度，吸收的热量一样吗？
思考
课程讲授
新课推进
一、探究物质的吸热或放热规律
煤油
实验装置图
提出问题
当物体温度升高时，物质
的吸热本领与哪些因素有关？
猜想与假设
物体的质量、密度、温度
……
课程讲授
新课推进
设计实验
采用控制量法探究物质吸收的热量跟物质的种类是否有关？（用相同的热源给质量相同的不同物质加热，使其升高相同的温度，比较它们的加热时间）
研究不同物质吸收热量的能力，所要控制的因素：
1.加热的热源要相同
2.质量相同
3.升高的温度相同
对于同一个物体，如果加热方法完全相同, 就可以认为相同时间里物质吸收的热量相同。
信息快递
课程讲授
新课推进
用相同的酒精灯加热，通过比较加热的时间来判断吸收热量的多少。把对热量的比较转换成对加热时间的比较。
1.控制变量法
探究吸热与物质种类的关系，要控制质量相同，升高的温度相同。
2.转换法
实验方法：
进行实验并且记录数据
实验次数 液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min
课程讲授
新课推进
实验次数 液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 升高温度 加热时间t/min
1 水 100 20 50 30 10
2 水 100 50 80 30 10
3 水 100 20 80 60 20
4 煤油 100 20 50 30 5
5 煤油 100 50 80 30 5
6 煤油 200 20 50 30 10
分析数据
1.比较1、2或4、5组数据，得出结论：
2.比较1、3组数据，得出结论：
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同。
相同质量的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量越多。
课程讲授
新课推进
3.比较1、4组数据，得出结论：
4.比较4、6组数据，得出结论：
实验次数 液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 升高温度 加热时间t/min
1 水 100 20 50 30 10
2 水 100 50 80 30 10
3 水 100 20 80 60 20
4 煤油 100 20 50 30 5
5 煤油 100 50 80 30 5
6 煤油 200 20 50 30 10
分析数据
相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
同种物质升高相同的温度，质量越大的吸收的热量越多。
课程讲授
新课推进
相同质量的同种物质，升高相同温度，吸收的热量是 ；
相同质量的不同种物质，升高相同温度，吸收的热量是 。
分析与论证
相同的
不同的
课程讲授
新课推进
物体的温度升高时，吸热的多少与物质的种类、物体的质量、物体升高的温度有关。
实验结论
实验后的思考
1.水和煤油谁的吸热能力强？
2.如何科学地比较不同物质的这种特性？
课程讲授
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二、物质的比热容
1.定义：
比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比
1.定义
单位质量的某种物质温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量
3.国际单位：
J/(kg·℃)
2.符号：c
读作：焦耳每千克摄氏度
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4.公式：


吸收热量时
放出热量时
Q吸：吸收的热量
Q放：放出的热量
m：物体质量
t1:物体的初温
t2:物体的末温
5.物理意义：
表示物体吸（放）热本领的物理量
例如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义就是：质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J
比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类有关，与物质的质量大小、吸收（放出）热量的多少及温度的变化等无关。
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常见物质的比热容
物质 比热容 c/[J/(kg·℃)] 物质 比热容
c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103
砂石 0.92×103 铅 0.13×103
2._____的比热容较大。
1.不同的物质比热容一般_____。
水
不同
比热容是物质的特性之一。
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【例题】把20kg温度为100℃的水放到房间里，温度降低到20℃ ，要放出多少热量？
已知：
m=20kg，t1=100 ℃，t2=20 ℃ ，c=4.2×103J/(kg·℃)
求：Q放
解：
Q放= cmΔt
= 6.72×106J.
= 4.2×103J/(kg·℃)×20kg×80℃
答：要放出6.72×106J的热量。
Δt=t1-t2= 100℃-20℃=80 ℃
课程讲授
新课推进
1.水的比热容比泥沙的______，质量相等的水和泥沙升高相同温度，水比泥沙吸收的热量______ (多 , 少) 。
大
2.质量相等的水和泥沙吸收相同的热量，水比泥沙升高的温度_______(多,少)。
多
少
学以致用
3.质量相等的水和泥沙降低相同温度，水比泥沙放出的热量______ (多 , 少) 。
4.质量相等的水和泥沙放出相同的热量，水比泥沙降低的温度_______(多,少)。
多
少
课程讲授
新课推进
水的比热容较大的现象与应用
三峡水库里的水能够对库区周围的气候有较大的影响，使库区夏季的温度比过去低1℃左右,冬季高1℃左右。
课程讲授
新课推进
两种环境下，白天和黑夜的温度差有什么不同？为什么有这样的不同？怎样解释？
比热容的应用
海边昼夜温差小，沙漠昼夜温差大。
海洋里的水多，由于水的比热容较大，白天吸收太阳辐射热后升高的温度不多；到夜晚放出热量后温度降低的也不多。所以昼夜温差比较小。而内陆沙漠……
课程讲授
新课推进
新疆有句谚语：
“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”
请说出它的道理！
这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石 要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。
课程讲授
新课推进
早春育秧的故事
早晨把稻田里的水放出去
傍晚把水灌到稻田里去
你会解释吗？
太阳出来后，把水放出去，泥土的比热容小，吸收太阳的辐射热后，温度升高很快，有利于秧苗的生长。
太阳落下后，把水放进去，水的比热容大，放出热量后，温度降低比较慢，可保护秧苗免受冻害。
课程讲授
新课推进
物体的吸放热公式为：
Q吸＝cm(t－t0)
Q放＝cm(t0－t)
Q吸＝cm t升
Q＝cm t
Q放＝cm t降
热平衡方程
Q吸＝Q放
课堂小结
课堂小结
科学探究：物质的比热容
转换法：把两种液体吸收热量的多少转化为加热时间的长短
探究物质吸热或放热的规律
比热容
定义：比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。
控制变量法：控制两种液体的质量和升高温度相同，比较它们吸收热量的多少
公式：

物理意义：表示物体吸热（或放热）本领的强弱
相关因素：物质的种类和状态
2.水的比热容是煤油比热容的两倍，若水和煤油的质量之比为1︰2，吸收的热量之比为2︰3，则水和煤油升高的温度之比为 ( )
A.3︰2 B.2︰3 C.4︰3 D.3︰4
B
1. 甲、乙两物体，质量之比为1︰2，升高温度之比为2︰1，吸收的热量相同，则甲、乙的比热容之比为 ( )
A.1︰1 B.1︰2 C.2︰1 D.1︰4
A
我们一起来闯关
3. 质量为2kg，温度为15℃的水，当吸收了1.68×105J的热量后，温度升高到多少 [c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
已知：
m=2kg，t1=15 ℃，Q吸=1.68×105J ，c=4.2×103J/(kg·℃)
求：t2
解：
由Q吸=cm(t2–t1) 得：
t2= t1 +
Q吸
cm
15℃+
1.68×105J
4.2×103J/(kg·℃)×2kg
=
=35℃
答：水的温度可以升高到35℃。
我们一起来闯关
4.要把2kg的水从20℃加热到100 ℃，至少需供给多少热量？
已知：c=4.2×103J/(kg·℃),m=2kg，t1=20℃，t2=100℃。
求：Q吸
解：Q吸=cm(t1-t2)
=4.2×103J/(kg·℃) ×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J。
答：至少需供给6.72×105J的热量。
我们一起来闯关
5.有一根烧红的铁钉，质量是20g,温度是900℃，若它的温度降低到400℃，放出的热量是多少？［c＝0.46×103J/（kg·℃)］
解：铁钉放出的热量
Q＝c·m·△t
＝ 0.46×103J/(kg·℃) ×0.02kg×(900℃－400℃)
＝4.6×103J
答：铁钉放出的热量是4.6×103J。
我们一起来闯关
6.质量为3 kg ，温度为70℃的水，放出了6.3×105J的热量，水温将降低到多少℃？
解：水温降低了：
△t＝Q／c·m＝ 6.3×105J／4.2×103J/(kg·℃)×3kg＝50℃
水温降低到：
t＝t0－△t＝70℃－50℃＝20℃
答：水温将降低到20℃。
我们一起来闯关
7.质量是0.5 kg的铝壶里装了2kg 水，从20℃ 加热至沸腾，至少需要吸收多少热量？（气压为标准大气压）
解： 2kg 水吸收的热量：
Q吸＝c·m·△t＝4.2×103J/(kg·℃) ×2kg×(100℃－20℃)
＝6.72×105J
0.5kg的铝壶吸收的热量：
Q吸＝c·m·△t＝0.88×103J/(kg·℃) ×0.5kg×(100℃－20℃)
＝0.352×105J
至少需要吸收的热量：
Q吸＝6.72×105J＋0.352×105J＝7.0772 ×105J
答：至少需要吸收的热量是7.0772 ×105J。
我们一起来闯关
8.质量为200g的铝壶中盛满温度为20℃的水后，进行加热，当壶中的水吸收了5.04×10５J的热量后，水温升高到80℃。此过程中铝壶吸收了多少热量？壶中所装水的质量为多少千克？已知铝的比热容为0.88×103 J/(kg· ℃)
=2kg
Q壶吸=c铝m铝（t2－t1）=0.88×10３ J/(kg·℃) × 0.2kg ×(80 －20) ℃
=1.06 × 104J
已知：
m铝=200g=0.2kg，t1=20℃，t2=80℃,Q水吸=5.04×105J ，c水=4.2×103J/(kg·℃)， c铝=0.88×103J/(kg·℃)。
求：Q壶吸，m水，
解：
m水=
Q吸
c水（t2－t1）
5.04×105J
4.2×103J/(kg·℃) （ 80℃ － 20℃）
=
我们一起来闯关