【轻松备课】沪科版物理九年级上 第十三章第二节 科学探究：物质的比热容 第1课时 教学课件

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第二节 科学探究：物质的比热容
第十三章 内能与热机
第1课时 科学探究：物质的比热容
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的特性之一。
2.尝试用比热容解释简单的生产和生活中的现象。
3.能根据比热容的定义进行简单的热量计算。
学 习 目 标
新 课 引 入
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？
【活动】
【思考】
A.烧开一壶水与烧开半壶水相比较，
哪种情况用的时间长？
B.把一壶水烧开和把这壶水烧成温
水相比较，哪种情况用的时间长？
1.烧水时间的长短反映了什么？
2.哪些因素影响水吸收的热量？
生活经验表明：物体的质量越大，升高的温
度越高，吸收的热量越多。
【总结】
体验烧水过程，猜想水吸热的影响因素。
【思考】
热传递过程中，物体吸收或放出热量的多少与哪些因素有关系呢？
（吸热的多少）
（质量和升高的温度）
一、探究物质吸热或放热的规律
讲 授 新 课
物体吸收热量除了跟物体的质量和温度的变化有关，可能还跟什么因素有关？
1.利用什么方法来研究问题？
2.如何控制相关变量？
3.怎样反映物体吸收的热量？
4.需要准备哪些测量仪器？
实验方案中还有哪些需要优化的地方？
评估
课题
方案
【思考】
探究物体吸热与物质种类的关系
控制变量法
加热时间
相同火力
温度计、天平、钟表
转换法
加热时间／min ０ １ ２ ３ ４ ５
煤油的温度／℃
水的温度／℃
相同的烧杯两只、相同的两个酒精灯、质量相同的水和煤油、温度计两支、天平（含配套砝码）一台、搅拌器、火柴、钟表、铁架台、石棉网
实验现象
实验步骤
实验表格
【实验器材】
（1）用天平测量相同质量的水和煤油；
（2）用酒精灯加热，温度计控制升温相同；
（3）观察加热时间。
质量相同的水和煤油，加热相同时间，煤油温度升高得快；使它们升高相同温度时，水加热时间要长。
质量相等的不同物质，升高的温度相同时，吸收的热量是不同的。
实验结论
1.水和煤油相比，谁的吸热能力强？说明了什么？
2.如何科学地比较不同物质的这种特性？
实验后的思考：
【思考】
【方法】
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不相等，两种物质吸热本领不同。
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等，两种物质吸热本领不同。
【定义】
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）温度的乘积之比叫做这种物质的比热容。（c）
【意义】
【单位】
J／(kg ·℃)
读作：焦耳每千克摄氏度
二、物质的比热容
如何科学地比较不同物质的吸热本领呢？
反映物质吸、放热性能
物质 质量 升温 吸热
A杯水 1kg 10 ℃ 4.2×104J
B杯水 2kg 5 ℃ 4.2×104J
计算比较下表中哪杯水的比热容更大？
【辨析】
比热容跟密度相似，也是物质的一种特性。
【思考】
【水的比热容】
4.2×103 J／(kg ·℃)
1 kg水温度升高1 ℃吸收4.2×103 J的热量。
【意义】
1 kg水温度降低1 ℃放出4.2×103 J的热量。
1.吸收的热量越多，比热容越大。 ( )
3.物质的比热容与Q、m、 t无关。( )
【总结】
2.比热容越大，吸收的热量越多。 ( )
×
×
√
可以用比热容来鉴别物质。
1.在目前发现的物质中，水的比热容最大。
【观察】
3.通常固体的比热容比液体的小。
物质比热容还与状态有关。
阅读表格中的数据，你能获得哪些信息？
对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小、温度改变的多少及物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。
【总结】
2.水和冰比热容不同,
【致冷供暖】
在这些过程中为什么都用水这种物质？
发动机水冷系统
散热器热水供暖
【分析】
1.c水最大，吸收相同Q， t不会太大。
2.c水最大， t变化相同，放出Q更多。
想一想
【气候调节】
谚语：早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。
沙石比热容 ，白天阳光照射 热，温度
升得 ，晚上 热，温度降得 ，日夜温差 。
反之，沿海地区，水比热容 ，故日夜温差 。
【成因】
想想这是哪个地方的谚语，为什么？
小
吸
快
放
快
大
大
小
想一想
水的比热容比沙石的大，白天 热，岸上气温比
海面气温升得 ，使空气对流，近地面风从 吹来。晚上 热，海面温度 ，风从 吹来。
【海陆风】
白天：海风
黑夜：陆风
【成因】
看图思考，分析形成原因。
吸
高
海面
放
高
陆地
想一想
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。
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？
回扣课前提出的问题
想一想
三、热量的计算
我们已经知道：水的比热容是4.2×103J /（kg·℃），物理意义是：1kg水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
你能告诉我：2kg水温度升高1℃吸收的热量是_________________J。
你能告诉我：2kg水温度升高10℃吸收的热量是___________________ J。
4.2×103×2
4.2×103×2×10
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2 kg的水，温度从20 ℃升高到30 ℃，需要吸收的热量吗？
吸收的热量
　　=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(30 ℃-20 ℃)
　　=8.4×104 J
Q放= cm(t0-t)
提炼
公式
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
Q吸= cm(t-t0)
Q = c m Δt
物体吸收或放出的热量：
Q表示____________________ ，单位___________；
c表示____________ ，单位_____________；
m表示____________ ，单位_______；
Δt表示____________ ，单位_____；
吸收或放出的热量
焦耳（J）
比热容
质量
kg
温度差
℃
注： Δt=高温－低温
J/(kg·℃)
总结
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。
变形公式：
例题 质量为10kg的水的温度从25℃升高到65℃，水吸收了多少热量？
解：Q吸＝cm(t － t0)
＝4.2 × 103J/(kg·℃) ×10kg×(65℃－25℃)
＝1.68×106J
练习 有一根烧红的铁钉，质量是2 g，温度是800 ℃，当它的温度降低到20 ℃时，
放出的热量是多少？[c铁＝0.46×103J/(kg· ℃)]
解：Q放＝c铁m(t0－t)
＝0.46×103J/(kg· ℃)×2×10－3kg×(800 ℃－20 ℃)
＝717.6 J
一、物体温度升高时吸收的热量，不仅跟质量及升高的温度有关，还跟物质的种类有关。
1.比热容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，符号（c）
2. 单 位：J／(kg ·℃)
二、比热容
3. 比热容是物质的一种特性
三、热量的计算
1.物体温度升高时吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)
2.物体温度降低时放出的热量：Q放＝cm(t0－t)
课 堂 小 结
1.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，不发生改变的是( )
A.质量 B.重力
C.比热容 D.体积
C
当 堂 检 测
2.小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　）
A.汽车发动机用水来冷却效果好　　　
B.液体的比热容都比固体大
C.同种物质在不同状态下比热容值不同　
D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多
几种物质的比热容（J/kg·℃）
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
冰 2.1×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铅 0.13×103
B
3.甲、乙两个物体的质量之比为2:1，比热容之比为1:2，它们吸
收了相同的热量，升高温度之比为（　　）
A．4:1 B．1:1 C．1:2 D．1:4
4.质量、初温相同的铜块和铁块（已知c铜＜c铁），放出相同的热
量后放在一起，热量的传递方向是（ ）
A.从铁块传给铜块 B.从铜块传给铁块
C. 不发生热传递 D.无法确定
B
A
cba
5.质量相等，初温相同的a、b、c三种不同液体，分别用
三个完全相同的电加热器加热，加热过程中，温度
随时间变化的图线如图所示，根据图线，把三种液
体的比热容按从大到小的顺序为 。
6.水稻是喜温作物，在每年三四月份育
秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田
里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，
再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
【答案】三四月份昼夜温差大，夜晚气温降低，在稻田里灌些水，由于水的比热容较大，在相同的条件下，夜晚水和泥土相比放出相同的热量而温度下降较慢，从而使水稻的温度不至于太低而被冻坏，白天，将水放掉，因为泥土的比热容较小，吸收热量温度升高得较快，有利于秧苗生长。
7.为研究物质的吸热性能，小明同学分别对质量都为500g，对初温都为20℃的水和煤油加热，结果水温升高到70℃，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），c油＝2.1×103J/（kg ℃），煤油的沸点为150℃，若不考虑热量损失，求：
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，煤油的温度能升高多少℃？