【轻松备课】人教版物理九年级上 第十三章第3节 比热容 教学详案

第十三章 内能
第3节 比热容
设计说明 本节知识主要包括比较不同物质的吸热情况、比热容的概念、利用比热容解释现象、热量的简单计算。比热容的知识是本节的重点内容，又因为比热容的概念比较抽象，故又是本节的难点，做好实验和做好对实验数据的分析就很重要。在教学中从提出问题到通过设计实验、实验探究、收集实验数据、分析比较、得出结论：不同种类的物质吸热本领不同，这样突出了新课程理念，注重科学探究式学习，使学生体验了科学探究的基本过程，学习了科学探究的方法，掌握了科学探究的基本技能，提高了学生的科学探究能力，加深了对比热容概念的理解。通过应用水的比热容较大的知识解释一些生活中常见的问题，既有利于培养学生的分析问题、解决问题的能力，也能进一步理解这节课的基本内容，还有利于激发学生的学习兴趣，较好地体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念。热量的计算公式引导学生归纳，也是为了使学生加深对物质的比热容的理解。教学过程可分为三个阶段，第一阶段探究比较不同物质的吸热情况，得出比热容的概念、单位；第二阶段利用比热容知识解释现象；第三阶段进行热量的简单计算。 教学目标 【知识与技能】 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。 【过程与方法】 通过观察和实验，理解通过直接感知的宏观现象，推测无法直接感知的微观机理的科学研究方法。 【情感态度和价值观】 通过发现生活实例来解释所学知识，感受科学就在身边，强化STS的要求。 重点难点 教学重点 比热容的概念和应用、热量的计算。 教学难点 比热容概念的建立。 教学方法 1.控制变量法 在探究不同物质的吸热情况实验中，应用了控制变量法。实验中，应控制水和食用油的质量相同，通过升高相同的温度比较加热时间，或加热相同的时间比较升高的温度。 2.转换法 在探究不同物质的吸热情况实验中，将不同物质的吸热能力的比较转换成升高温度大小的比较，将吸收热量的多少转换成用相同的电加热器加热时间的长短，都运用了转换法。 教具、学具 学生：水、食用油、相同规格的电加热器、温度计、停表等。 教师：多媒体资料、天平和砝码、水、食用油、相同规格的电加热器、温度计、停表等。 授课时数 2课时 第一课时 比热容 教学过程 回顾思考 1.内能与温度的关系：对于同一物体，温度越 ，内能越 。 2.改变物体内能的方式： 和 ，它们在改变物体内能上是 的。 3. 叫做热量，热量的单位是 。 导入新课 师：多媒体投影一幅动画：炎热夏天的晌午，有两个小孩在海边游玩，为纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？ 让学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点。 师：同学们有这么多猜想，到底谁的想法正确呢？学习本节知识后你自然会明白的。 讲授新课 一、比较不同物质吸热的情况 师：物体吸收或放出热量，使物体温度变化的过程，实质上是内能转移的过程，对于同种物质，吸收热量的多少与哪些因素有关呢？ 1.讨论交流：水吸热的多少与哪些因素有关。 教师展示需讨论的问题：（1）烧开一壶水和烧开半壶水，哪一个需要吸收的热量多？ （2）把一壶水烧开和烧成温水，哪一个需要吸收的热量多？ 学生思考后进行回答(一壶水；把一壶水烧开需要吸收的热量多) 师：由此可知，物体吸收热量的多少与什么因素有关呢？ 生：与物体的质量、物体升高的温度有关。 教师小结：水吸收的热量与水的质量、水升高的温度有关，且水的质量越大，温度升高的越多，吸收的热量越多。上述结论可推广到其他物质，如沙子、食用油、铁等。 2.实验探究：比较不同物质的吸热情况。 （1）师(提出问题)：对于不同的物质，例如，水、食用油，如果它们的质量相同，升高的温度也一样，那么它们吸收的热量是否相同？ 学生思考，小组讨论并回答，以求思维的多样性。 师(总结说明)：吸收热量多少，或温度变化多少，都反映了物质吸热本领的大小。怎样比较不同物质的吸热本领？请同学们观察桌上的实验器材，边讨论边合作设计实验方案。（桌面上事先摆好了水、食用油、天平、两个相同规格的电加热器、停表等器材） 让学生分小组合作讨论并设计方案。 生甲：由于物质吸收热量的多少与物质的质量和物质升高的温度的多少都有关系，故运用控制变量法设计实验。要取质量相同的两种液体，用相同的加热装置。 生乙：实验中还要注意记录加热时间和温度。 生丙：实验中各小组成员要分工合作，作好配合。 生丁：实验前还要设计好记录数据的表格。 生戊：…… （老师要倾听学生的思路，并适时加以点拨，培养学生的创新思维和创新意识） 教师让学生表述自己的设计方案。 方案一：取等质量的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相等的热量）后，比较温度的变化。 方案二：取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度时，比较加热所用的时间（即比较吸收的热量的多少）。 （2）教师在学生进行实验之前，把实验中可能遇到的问题先提出来讨论，有助于实验的顺利完成。 设置问题：①怎样获得质量相同的水和沙子？（天平的使用） ②怎样测出它们的温度？（温度计的使用） ③怎样确定它们吸收了相同的热量？如何控制热源相同？（电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中，可认为液体每秒吸收的热量相同） 学生思考、讨论，并逐一回答。 学生实验：（并将实验数据填写在表格中） 实验前提醒学生注意：①水和食用油的质量相同而不是体积相同；②记录水和食用油的初温和末温时，注意要正确使用温度计；③注意安全用电。 实验完成后，老师请几位同学将数据填到黑板上的表格中。 加热时间／min０１２３４５食用油温度／℃水的温度／℃
(说明：取得尽量多的数据，便于总结结论) 师：请同学们从这些数据中，总结出不同物质的吸热本领是否相同。 由表可知，质量相同的水和食用油在加热相同时间(即吸收的热量相同时)升高的温度是不同的，食用油升高的温度大；质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，加热时间不同，即吸收的热量不同，水加热的时间长，吸收的热量多。 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例1 为了比较水和煤油的吸热能力，晓雯设计了如下实验步骤： A.在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油； B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温； C.在烧杯中，分别放入功率相同的电热器，加热相同时间； D.用温度计分别测出水和煤油的末温。 (1)步骤A存在的错误是 ，应改为 ； (2)步骤C，加热相同时间是为了使水和煤油 ； (3)步骤B和D是为了得出水和煤油 。 解析：由于不同物质的吸热能力与质量、吸收的热量、温度的变化量等多个因素有关，因此探究不同物质的吸热能力实验中应运用控制变量法，即控制不同物质的质量相同，吸收相同的热量，观察它们升高的温度，从而比较出它们的吸热能力。步骤A中，在两个同样的烧杯中分别装入等体积的水和煤油，而水和煤油的密度不同，因此体积相同的水和煤油的质量不同。步骤C中，分别装入功率相同的电热器，加热相同的时间，是为了使水和煤油吸收相同的热量。步骤B和D分别测出水和煤油的初温、末温，是为了得出水和煤油升高的温度。 答案：（1）装入等体积的水和煤油 装入等质量的水和煤油 （2）吸收的热量相同 （3）升高的温度 【跟踪训练】 实验时，使用相同电加热器给水和煤油加热，用加热时间长短来表示吸收热量多少。得到如下数据。 序号质量m/kg升高温度Δt/℃加热时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102
（1）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与 质量 有关。 （2）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出初步结论是：质量相同的不同物质(或水和煤油)升高相同的温度时，吸收的热量不相同(或加热时间不相同)。 二、比热容 1.师：换用不同种类的物质进行实验，也能得出“质量相同的不同物质，升高的温度相同时，吸收的热量不同”，为了表示各种物质这种性质的差异，物理学中引入了比热容这个物理量。 引出：（1）比热容的物理意义：表示物质吸热本领的大小。 （2）比热容：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）比热容的符号：c。 （4）比热容的定义式：，比热容在数值上等于单位质量的物质温度每升高1 ℃所吸收的热量。 （5）比热容的单位：[J/(kg·℃)]，读作：焦每千克摄氏度。 2.(多媒体)观看相同质量的铜、铁、铝圆柱体在水中加热到沸腾后，立即取出放在冰块上，看熔化冰的多少的视频。要求同学思考：如何比较物质放出热量的多少？ 师：提示学生，冰熔化得越多，吸收的热量越多，也就是物质放出的热量越多。 师：物质温度降低时放热本领也与物质的种类有关。比热容也表示物质的放热本领。 师：不同物质的比热容不同，比热容是物质的一种特性。 3.请同学们阅读“几种物质的比热容”。 几种物质的比热容[J/(kg·℃)] 水铝酒精干泥土约煤油铁、钢冰铜蓖麻油水银沙石约铅
引导学生分析表格中数据，得出规律： （1）不同物质的比热容一般不同； （2）液体的比热容一般大于固体的比热容； （3）同种物质在不同状态下比热容不同； （4）水的比热容比较大。 4.利用水的比热容大解释现象。 教师设置问题，让学生讨论解决。 （1）(多媒体)天气预报，并回答问题：沿海地区和内陆地区温差有什么不同 为什么？ （沿海地区温差小，内陆地区温差大。因为沿海地区多水，水的比热容大，质量相等的水和沙石、泥土相比吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化小，所以沿海地区温差小。而内陆地区多沙石、泥土，沙石、泥土的比热容小，情况正好相反，所以内陆地区温差大） （2）(多媒体)回答课前两小孩的争论，谁正确？ （甲正确，因为水的比热容大，在同样的阳光照射下，水和沙子吸收相等热量的情况下，水升高的温度比沙子小，所以水面上更凉快） （3）在日常生活中，哪些地方利用了水的这一特性？在自然现象中，有哪些现象可用水的这一属性解释？ 生甲：冬天暖气用水作为“热源”。 生乙：司机师傅用水作为“冷却剂”冷却汽车发动机。 生丙：夏天到海滨去避暑，因海滨比内陆凉爽。 教师不失时机地对学生精彩举例加以鼓励。 例题讲解：（学生先练习，如有问题，教师补充讲解） 例2 （多选）两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图13-3-1所示。根据图线可知（ ） 图13-3-1 A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B.如果升高相同的温度，甲液体吸收的热量多 C.加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 解析：如图13-3-2所示，质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度，甲的加热时间更长，吸收的热量更多，根据公式，质量、升高的温度一定时，吸收的热量和物质的比热容成正比，甲吸收的热量多说明甲的比热容大，所以选项A、B是正确的；用同一热源加热，相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量是相同的，所以选项C是错误的；质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间，乙液体的温度升高得多，所以选项D是错误的。 图13-3-2 答案：AB 例3　某地公园建成后，水域面积大大增加，不仅起到了美化绿化作用，提升了城市形象，而且改善了周边生态环境，附近居民明显感觉到昼夜温差变小了。请你运用所学物理知识，做出简要的解释。 解析：湿地公园内水域面积增大，由于水的比热容较大，在同样吸热或放热的情况下，温度变化小，所以昼夜温差小。 答案：水域面积增大，蓄水量增多，又因为水的比热容较大，所以在吸收或放出同样热量的情况下，温度变化小。 【跟踪训练】 1.关于比热容，下列说法中正确的是( D ) A.一桶水的比热容比一杯水的比热容大 B.比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C.物体的温度变化越大，比热容越大 D.比热容与吸收(放出)的热量、物体的质量和升高(降低)的温度均无关 2.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，下列分析中正确的是( B ) A.比热容不变 B.比热容增大 C.内能不变 D.内能减小 3.内陆地区的温差比沿海地区的温差大，造成这种差别的主要原因是( A ) A.水的比热容比泥土、沙石的比热容大 B.水的内能比泥土、沙石的内能大 C.水的密度比泥土、沙石的密度小 D.水的温度比泥土、沙石的温度低 三、热量的计算 1.吸热公式的推导：[铝的比热容是] ①1千克铝温度升高1 ，需要吸收多少热量？) ②1千克铝温度升高2 ，需要吸收多少热量？) ③1千克铝温度升高时，需要吸收多少热量？ ④2千克铝温度升高2 ，需要吸收多少热量？ J) ⑤2千克铝温度升高时，需要吸收多少热量？ 至此，在完成教材例题的情况下，再由特殊到一般，推导热量的计算公式。继续利用上例，在问题③之后再提出：1千克铝温度升高 ℃时，需要吸收多少热量？在问题⑤之后提出：m千克铝温度升高 ℃时，需要吸收多少热量？最后提出如果升温的不是铝，而是比热容为c的另外的物质，如何计算吸收的热量。从而归纳出公式： 2.我们已经总结出了物体吸收热量的计算公式。如果物体温度降低，像刚才的例题中如果铝块从100 ℃降低到30 ℃，那么它要放出热量，放出的热量应当怎样计算呢？同学们可仿照物体吸热公式导出放热公式。只需要把改为即 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例4 两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图象如图13-3-3所示。根据图象可知，甲液体的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为500 g、初温为20 ℃的甲液体温度升高到90 ℃，吸收的热量为 J。[甲液体的比热容为 J/(kg·℃)] 图13-3-3 解析：由图象可以看出：在相同时间内，液体甲温度变化量大，则甲液体温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相同时，两种液体吸收的热量相等，由公式=cmΔt可知，在质量相等、初温相同，吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲液体比热容小，乙液体比热容大；吸收的热量。 答案：小于 【跟踪训练】 1.用电水壶烧水时，如果将壶内20 ℃的水的温度升高了60 ℃，水吸收的热量是 J，那么壶内水的质量是 2 kg；水的比热容较大，在日常生活中有许多应用此知识的地方，请举出一个实例：用水冷却汽车发动机。 课堂小结 1.物体吸热的多少与物体的质量、物体的种类及升高温度有关。 2. 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c表示，单位：J/(kg·℃)，读作：焦每千克摄氏度。 3.水的比热容最大，。它表示的物理意义是质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时所吸收(或放出)的热量为 。 4.吸热公式：；放热公式：。 当堂达标 1.质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则（　　） A.升高温度较大的金属块比热容一定大B.升高温度较大的金属块比热容一定小C.温度高的金属块比热容一定大D.温度高的金属块比热容一定小 答案：B
2.用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3 min时各记录一次温度，如下表所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3，ｃ水=4.2×103 J/(kg·℃)，ρ油=0.8×103 kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是（ ） 加热时间／min03水的温度／℃1828油的温度／℃1843
A.这种油的比热容为1.68×103 J/(kg·℃) B.这种油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃) C.因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小 D.加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能 答案：B 3.被太阳晒热的自行车坐垫，用湿抹布擦一下就很快凉了下来，主要原因是（ 　） A．水的比热容大 B．液化放热 C．蒸发吸热 D．液化吸热 答案：C 4.已知水的比热容为 J/(kg·℃)，则质量为2 kg的水，温度由25 ℃降低到20 ℃放出的热量是( ) A.4.2×104 J B.2.1×105 J C.1.68×105 J D.3.78×105 J 答案：A 5.小明在燃气灶上煲汤，将质量为2 kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了　 　J的热量，这是通过　 　方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103 J/（kg ℃）] 答案：6.4×105 热传递 6.某同学在烧杯中装入质量为100 g、初温为20 ℃的水，然后用酒精灯给水加热一段时间后，水的温度升高到70 ℃，此过程中水的内能增加了______J，水增加的内能______（选填“大于”“小于”或“等于”）酒精完全燃烧所放出的热量。已知c水=4.2×103 J/（kg ℃）。 答案：2.1×104 小于 7.如图13-3-４甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。 甲　　　　　　　　　　　乙 图13-3-4 （1）从实验效果考虑，本实验选择_________(选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是_________。 （2）两种液体吸收热量的多少可通过_________(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。 （3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，_________(选填“Ａ”或“Ｂ”)吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，_________(选填“Ａ”或“Ｂ”)升温较高。 （4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_________(选填“A”或“B”)。 答案：（1）易拉罐 使液体均匀受热 （2）加热时间 （3）A B　（4）A 8.攀枝花市被誉为“阳光花城”，阳光资源丰富。某同学将装有0.35 kg、28 ℃的水的瓶子放在阳光照射的水平地面上。经过一段时间后，测得水温为38 ℃。已知水面距瓶底的高度为0.16 m，ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg ℃），g取10 N/kg。求： （1）水对瓶底的压强； （2）瓶中的水吸收的热量。 解：（1）水对瓶底的压强： p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m＝1.6×103 Pa； （2）瓶中的水吸收的热量： Q吸＝c水m（t-t0）＝4.2×103 J/（kg ℃）×0.35 kg×（38℃-28℃）＝1.47×104 J。 板书设计 第3节 比热容 一、探究物质的吸热能力 1.实验方法：控制变量法。 2.实验结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 二、比热容 1.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。符号c。 2.单位：焦每千克摄氏度，符号J/(kg·℃) 3.意义：比热容是物质的一种特性。 4.水的比热容大的应用。 三、热量的计算 1.吸热公式： 2.放热公式： 习题课 教学过程 题型一 比较不同物质的吸热情况 例1 探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相同的沙子和水，装置如图13-3-5所示。下列说法正确的是( ) 图13-3-5 A.实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强 B.在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的 C.由本实验可以推出，若将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同 D.实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强 解析：用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水时，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较弱，故A选项错误；物体吸热多少是由物质的种类、质量和温度变化三者共同决定的，故B选项错误；将沙子和水加热到相同温度时，水吸收的热量多，故C选项错误；加热相同的时间，吸收的热量相同，末温低的物质温度变化小，说明它的吸热能力强，故D选项正确。 答案：D 【跟踪训练】 如图13-3-6甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置。 　　　　 甲　　　　　　　　　　　　　乙 图13-3-6 （1）两个相同的烧杯中装有　质量　相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。 （2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。 由图乙可知，烧杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量 　不相同　（选填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是　2.1×103　J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）] 题型二 比热容 例2 (多选)下列说法中正确的是（ ） A.一杯水和半杯水的比热容相等 B.0℃的水没有内能 C.液体在任何温度下都能蒸发 D.固体分子之间只存在引力 解析：比热容是物质的一种特性，相同状态的物质比热容相同，跟质量、升高温度和吸收热量无关，A正确。任何物体都有内能，B错误。蒸发可以在任何温度下发生，C正确。分子之间同时存在引力和斥力，D错误。 答案：AC 例3 下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（ ） 物质水煤油冰铝铜比热容/( J kg-1 ℃-1)4.2×1032.1×1032.l×lO30.88×1030.39×103
A.不同物质的比热容一定不同 B.物质的物态发生变化，比热容不变 C.质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多 D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多 解析：由表中数据可知，不同物质的比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，如煤油和冰，故A错误；水和冰是水的两种状态，分析表中数据可知，其比热容是不同的，说明比热容与物质状态有关，物质的物态发生变化，比热容也会发生变化，故B错误；由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容，质量相等的铝和铜升高相同的温度，因铝的比热容大，则根据可知铝吸收的热量更多，故C正确；质量相等的水和煤油吸收相同的热量，因为水的比热容大，所以根据可知水升高的温度少，故D错误。故选C。 答案：C 例4 水的比热容比煤油的大。用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，用相同的酒精灯隔着石棉网同时对两试管加热，图13-3-７中能反映该实验情况的是( ) 图13-3-7 解析：在加热过程中，相同时间内水和煤油吸收的热量是相同的，故A、B选项均错误；水的比热容比煤油的大，这说明在吸收相同热量时，水升高的温度比煤油升高得小，故C选项正确，D选项错误。 答案：C 【跟踪训练】 1.下列事例中不是利用水的比热容大这一特性的是( Ａ ) A.在河流上建水电站，用水发电 B.汽车发动机用循环水冷却 C.让流动的热水流过散热器取暖 D.晚上向秧苗田里放水，以防冻坏秧苗 2.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1 min记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热容为( Ｂ ) 加热时间/min012水的温度/℃202632液体的温度/℃203448
A. J/(kg·℃) B. J/(kg·℃) C. J/(kg·℃) D. J/(kg·℃) 3.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，量取沙子和水时，要保证它们的质量 相等 ；用酒精灯分别加热沙子和水，沙子和水的温度升高， 内 能增加；如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是图13-3-8甲、乙两图象中的 乙 。 　　　　　　 图13-3-8 4.为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图13-3-9甲所示。 　　　　 甲　　　　　　　　　　乙 图13-3-9 （1）加热时，某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示，则此时水的温度是__23_℃。 （2）实验数据记录如下表： 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水200203012煤油20020306
分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量__不同__（选填“相同”或“不同”），__水__（选填“水”或“煤油”）的吸热本领更强。 （3）根据以上表格的数据计算，当加热时间为12 min时，这些水吸收的热量是__8.4×103_J。[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]。 题型三 热量的计算 例5 一个塑料瓶装有500 mL水，则所装水的质量为 g，把它放置在太阳底1小时后，水温由10 ℃升到30 ℃，水吸收的热量 为 J。 解析：水的质量，水吸收的热量。 答案： 【跟踪训练】 1.（2019·昆明)将0℃的水和等质量的80℃的水相混合，则混合后水的温度是__40℃__。若将0℃的冰和等质量的80℃的水相混合，结果发现，冰全部熔化成了水，但水的温度维持在0℃，这个现象说明__晶体熔化，吸热不升温_。（不计热量损失） 2.甲、乙两物体，它们的质量之比是2∶1，比热容之比是2∶3，使它们升高相同的温度，则甲、乙两物体吸收的热量之比为( C ) A.3∶4 　　　　　　　　B.3∶1 C.4∶3 　　　　　　　　　　D.1∶3 3.一根烧红的铁钉，温度是500 ℃，质量是1.5 g，它的温度降低到20 ℃，要放出多少热量？[已知铁的比热容] 解：。 当堂达标 1．下列事实中，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是( ) A.体积相同的两杯水温度都升高10 ℃，它们吸收的热量相同 B.质量相等的两块钢温度分别升高5 ℃和10 ℃，它们吸收的热量不相同 C.体积相等的水和煤油温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不相同 D.质量相等的水和铜温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不相同 答案：D 2．下列用水的实例中，利用了“水的比热容较大”特点的是（ ） A.用水浇花 B.用水冷却汽车发动机 C.用水发电 D.用喷水雾的方法形成彩虹 答案：B 3．甲、乙两物质的比热容之比为2∶3，吸收热量之比为3∶1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（ ） A．9∶2 B．2∶9 C．1∶2 D．2∶1 答案：A 4.铝的比热容比钢的比热容大，下面的理解中正确的是（ ） A.1千克铝比1千克钢含的热量多 B.1千克铝比1千克钢含的内能多 C.铝和钢接触时，铝一定向钢传热 D.1千克的铝温度降低1 ℃比1千克钢温度降低1 ℃时放出的热量多 答案：D 5．两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,其温度与时间关系如图13-3-10所示。下列说法正确的是（ ） 图13-3-10 A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B.如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同 C.加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热相同的时间，甲液体比乙液体温度升高得多 答案：D 6．下列说法正确的是（ ） A.没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的 B.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关 C.两个物体升高相同的温度，吸收的热量也一定相同 D.热量总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体 答案：A 7．用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得出两种液体的温度随加热时间的变化关系如图13-3-11所示，用ｔ甲、ｔ乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，ｃ甲、ｃ乙分别表示甲、乙两种液体的比热容，根据图象可得出正确的关系是 （ ） 图13-3-11 A.ｔ甲＞ｔ乙，ｃ甲＞ｃ乙 B.ｔ甲＞ｔ乙，ｃ甲＜ｃ乙 C.ｔ甲＜ｔ乙，ｃ甲＞ｃ乙 D.ｔ甲＜ｔ乙，ｃ甲＜ｃ乙 答案：D 8.暑假里，小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天，烈日当空，小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚，而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。 答案：水的比热容比沙子大，在吸收同样热量的情况下，水升高的温度要比沙子高。 9．人们用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，主要是因为水的　　　　较大。通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较　　　　。 答案：比热容　多 10.用天然气灶给水加热，在1个标准大气压下，把体积为10 L、温度为15 ℃的水加热到沸腾。水吸收了多少热量？[ρ＝1.0×103 kg/m3，c＝4.2×103 J/(kg ℃)] 解：水的体积V＝10 L＝10 dm3＝10－2 m3，水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×10－2 m3＝10 kg，水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg ℃)× 10 kg×(100 ℃－15 ℃)＝3.57×106 J。 复习课 复习目标 1.知道常见的物质是由分子、原子组成的；知道分子动理论的基本观点。 2.知道内能、热量的概念；能简单描述温度和内能的关系；知道改变内能的方法。 3.了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象；会进行简单的吸放热计算。 要点回顾 一、分子动理论 分子动理 论的内容物质是由大量 、 构成的物质内的分子在不停地做 分子之间存在 和 扩散扩散的快慢与 有关扩散现象表明了 ，也说明了分子间有 　　 物质的三 态特征固体分子间距离 ，分子作用力很 　　　 ， 固定的体积， 固定的形状液体分子间距离 ，分子作用力较 　　　 ， 固定的体积， 固定的形状气体分子间距离 ，分子作用力很 　　　 ， 固定的体积， 固定的形状
二、温度、内能和热量 物理 量温度内能热量区别温度表示物体的 ，不能被传递或转移，其单位是 ，温度是物体内部分子热运动快慢程度的标志内能是不同于机械能的一种形式的能，改变内能的途径： 实质上是内能转移的过程；另一个途径： 实质上是内能与其他形式的能的转化过程。其单位是 ， 物体都具有内能，它是物体内所有分子 和 的总和，它与 　 和 有关热传递过程中传递 的多少，其单位是 ，热量是一个过程量，不是物体所具有或含有的。它用“吸收”或“放出”来表示联系热传递可以改变物体的内能，使其内能增大或减小，但温度不一定改变(晶体熔化、凝固过程)，即物体吸热，内能会 ，物体放热，内能会 ，但物体的温度 改变。 如果物体的温度升高，物体的内能会 ，物体温度降低，物体的内能会 ，但物体内能变化不一定是吸收或放出了热量，因为做功也可以使物体的温度发生改变
注意：（1）热量是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量；（2）若物体吸收热量，内能一定增大，但温度不一定升高；若物体温度升高内能一定增大，但物体不一定吸收了热量。在解答时注意厘清三者之间的关系。 三、比热容及其计算 比热容定义一定质量的某种物质，在温度升高时 与 之比，叫做这种物质的比热容，比热容用符号 表示单位 意义表示物体吸热或放热能力的物理量，比热容越 表示吸热或放热能力越强水的比 热容大小 物理意义 热量的 计算吸热公式 放热公式
注意：在利用吸热或放热公式进行计算时，注意题目中的字眼，“升高到”指物体的末温，而“升高”“升高了”指变化的温度，即。 本章热点题型 一、分子热运动 例1 封闭在容器内的气体，是由大量的气体分子组成的，这些分子都在不停地做无规则运动。下列有关说法正确的是（ ） A.温度一定时，气体分子的运动速度大小都相同 B.温度一定时，向各个方向运动的气体分子都有 C.温度升高时，每个气体分子的运动速度都增大 D.温度降低时，所有气体分子的运动方向都相同 解析：温度一定时，气体分子的运动速度大小没有规律，故A错误；温度一定时，分子运动没有规律分子运动朝各个方向，故B正确；温度升高时，大部分气体分子速度增大，不是每个气体分子速度都增大，故C错误；温度降低时，气体分子运动还是朝各个方向，故D错误。 答案：B 例2 下列现象中不能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A.刮风时灰尘在空中飞舞 B.酒精瓶盖打开可以嗅到酒精气味 C.夏日的“荷城”贵港，荷花飘香 D.在一杯热水中加盐，过一段时间整杯水都变咸了 解析：刮风时灰尘在空中飞舞，是固体颗粒在空气中运动，不属于分子运动。故A符合题意。 答案：A 跟踪练习1　下列现象能说明分子在做无规则运动的是（ 　） A.柳絮飞舞　　　　　 B.玉兰飘香 C.落叶纷飞　　　　　 D.瑞雪飘飘 跟踪练习2　进入刚装修完的房屋，我们常常会闻到一股刺鼻的气味，这气味主要来自装修材料中的甲醛，它是一种对人体有害的化学物质。能闻到气味说明甲醛分子在做 运动，这种运动会随温度的升高而 (选填“加剧”或“减缓”)。 跟踪练习3　关于物质的构成与分子热运动，下列说法正确的是( ) A.物质是由分子、原子组成，原子由质子和中子组成 B.光学显微镜能分辨出组成物质的分子、原子 C.两块经打磨后的铅块紧压后结合在一起，说明分子间只存在引力 D.在一小杯清水中滴入红墨水，一段时间后整杯水变红，这是扩散现象 二、内能的理解及内能的改变 例3　(多选)物理学把“物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，下列判断正确的是( ) A.同一物体温度越高，物体内能越大 B.同一物体温度越低，物体内能越大 C.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大 D.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小 解析：因为内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以内能的大小就与分子的个数、分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。同一物体分子个数是一定的，当温度升高时，分子的热运动就越剧烈，则分子的动能就越大，从而可知物体的内能就越大，故选项A正确，选项B错误；温度相同的同种物质，分子个数越多，则物体内能就越大，故选项C正确，选项D错误。 答案：AC 例4　如图13-1所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析错误的是（ ） 图13-1 A.往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 B.往瓶内打气时，瓶内气体内能变小 C.瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低 D.瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功 解析：往瓶内打气时，是压缩气体做功，使瓶内气体内能增加，温度升高，故A选项的分析正确，B选项的分析错误；瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，使瓶内气体内能减小，温度降低，故C、D选项的分析均正确。 答案：B 跟踪练习4　如图13-2所示事例中，不属于做功改变内能的是( ) 　　 　　　　　　 A.冷天搓手取暖 B.空气被压缩时内能增大 　　 　　 C.烧水时水温升高 D.下滑时臀部发热 图13-2 跟踪练习5　飞机在空中飞行时，机翼上方空气流速比下方大，所以机翼上方空气压强比下方 。飞机外壳与空气摩擦，温度升高，这是通过 的方式增加内能。飞机降落时，在逐渐靠近地面过程中飞机的重力势能 。 跟踪练习6　南极洲的冰川　 　（选填“具有”或“不具有”）内能，古人钻木取火是通过　 　的方式来改变物体内能的。 三、温度、内能和热量 例5　关于温度、内能和热量，下列说法正确的是( ) A.物体的内能越多，放热一定越多 B.温度相同的物体，其内能一定相等 C.物体的内能增加，一定要吸收热量 D.晶体熔化时温度不变，其内能增加 解析：热量是热传递过程中内能的改变量，物体的内能虽多，但在放热过程中，内能的改变量很小，那么物体放出的热量就很少，故A选项错误；影响物体内能大小的因素有温度、质量、物态等，同一物态，同种物质组成的物体，温度相同，质量越大，它的内能就越大，故B选项错误；改变物体内能的方式有做功和热传递，做功和热传递在改变物体内能上是等效的，如果物体的内能增加，则可能是外界对物体做了功，也可能是发生了热传递，故C选项错误；晶体在熔化过程中，虽然温度不变，但要吸收热量，因此晶体的熔化过程内能一定增加，故D选项正确。 答案：D 跟踪练习7　关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A.温度越高的物体所含的热量越多 B.物体温度为0 ℃时内能为零 C.双手互搓，手的内能不会增加 D.内能可自动地从高温物体转移到低温物体 跟踪练习8　关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( ) A.物体的内能增加，温度一定升高 B.物体温度升高，一定吸收了热量 C.物体温度降低，内能一定减少 D.物体吸收了热量，温度一定升高 四、探究物质的吸热能力 例6　为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图13-3所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。 图13-3 物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668
(1)在实验过程中控制加热时间相同，通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异。 (2)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，此时水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。 (3)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用 这个物理量来描述。 解析：(1)由实验数据记录表看出，食用油和水的质量、初温相同，加热装置相同，说明在相同的时间内，食用油和水吸收的热量相同，因此，只要比较水和食用油加热相同时间后升高的温度，就可以判断它们吸热能力的差异。(2)由实验数据记录表看出，对食用油和水都加热6 min，食用油和水的末温分别为68 ℃和45 ℃，要使它们的最后温度相同，应给水加热更长的时间，此时水吸收的热量大于食用油吸收的热量。(3)不同的物质吸热本领一般不同，物理中用比热容这个物理量来描述物质的这一特性。 答案：（1）升高的温度(或温度升高的多少等) （2）水 大于 （3）比热容 跟踪练习9　（2019·山东济宁）探究物质的吸热能力，通常有两种方案 方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。 方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。 (1)为便于开展实验探究，热源相同时，我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”，通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的。当温度升高或降低时，温度计中的液体便膨胀或收缩，从温度计中 的变化便可知温度的变化。 (2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。 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液体吸热情况“多”或“少”甲1030406多乙1030403少
①分析表中信息，小明采用的是 　 (选填“方案一”或“方案二”)； ②分析表中数据，可得出的结论是 　 ； ③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液，从物质吸热能力角度考虑，应选 液体作发动机冷却液。 五、比热容的理解 例7　关于比热容，下列说法正确的是( ) A.物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B.物质的比热容跟物体的温度有关 C.物质的质量越大，它的比热容越大 D.物质的比热容与温度、质量都没有关系 解析：一定质量的某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量与物质的质量及温度变化量乘积的比值，叫做这种物质的比热容。比热容反映了物质的吸、放热本领，在物质的物态不变时，同种物质的比热容是一个定值，不同物质的比热容一般不同，比热容的大小与物体吸热或放热的多少无关，与物体的质量、温度等无关。故选D。 答案：D 跟踪练习10　水的比热容比煤油大，如图13-4所示，隔着石棉网同时加热规格相同、分别装有质量和初温都相同的煤油和水的试管，试管内液体温度升高到40 ℃。这个过程中（ ） 图13-4 A.煤油温度先升高到40 ℃ B.同一时刻水的温度比煤油的高 C.加热相同时间，水吸收的热量多 D.升高相同的温度，煤油需加热较长的时间 六、利用水的比热容大解释现象 例8　夏天，当你赤脚在烈日当空的小河边游玩时，你会发现：岸上的小石头热得烫脚，而河水却是冰凉的，这是因为( ) A.水比小石头的温度变化大 B.水比小石头的比热容大 C.水比小石头吸收的热量多 D.水比小石头的比热容小 解析：在同样的阳光照射下，水和小石头吸收的热量相同，因水的比热容比小石头的比热容大，故水升高的温度小，因此感觉河水冰凉而小石头热得烫脚。 答案：B 跟踪练习11　无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨，会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快。这样的风非常柔和，通常情况下，它白天从海上吹向陆地，夜晚从陆地吹向海上(图13-5)，气象上把这种风称为“海陆风”。请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因。 图13-5 七、热量的简单计算 例9　小阳家的热水器内装有质量为5 kg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。[水的比热容为 J/(kg·℃)] 解析：题目中已知水的质量、水的比热容以及水的温度变化，利用公式即可求得水吸收的热量。 解： 。 跟踪练习12　某环保电力有限公司是一家焚烧生活垃圾的发电厂，它每年通过焚烧垃圾可生产出1.2亿千瓦时的电能。假若燃烧1 t生活垃圾可以放出 J的热量，则这些热量可以在1个标准大气压下将多少kg的水由20 ℃加热到沸腾？] 参考答案 要点回顾 一、分子　原子　无规则运动　引力　斥力　温度　分子一直不停地做无规则的运动　间隔　很小　大　有　有　较大　小　有　无　很大　小　无　无 二、冷热程度　℃　热传递　做功　焦耳　所有　动能　分子势能　温度　分子间相互作用力　能量　焦耳　增大　减小　不一定　增大　减小 三、吸收热量　升高的温度与质量乘积　c　J/(kg·℃)　大　 J/(kg·℃)　1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时所吸收(或放出)的热量为 J　 跟踪练习 1.B 2.永不停息的无规则　加剧 3.D 4.C 5.小　做功　减小 6.具有 做功 7.D 8.C 9.（1）液柱高度 （2）①方案二　②甲液体的吸热能力大于乙液体　③甲 10.A 11.海陆风的形成，是由陆地和海水的比热容不同造成的。由于海水的比热容大，接收太阳辐射能后，表面升温慢；陆地沙石的比热容小，升温比较快。于是，白天由于陆地气温高、空气上升快而形成由海面吹向陆地的海风。夜晚正好相反，海水降温慢，海面气温较高，空气上升而形成由陆地吹向海面的陆风。 12.解：根据公式得： 。 教学反思