13.3 比热容 课件 (共23张PPT)2023-2024学年人教版物理九年全一册

(共23张PPT)
第3节 比热容
第十三章 内能
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，为什么海水和沙子的温度不一样？
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比较不同物质吸热情况的实验，体会控制变量法在实验中的作用。
3.会用比热容解释生活中的相关现象。
4.会进行简单的吸热、放热计算。
活动：请根据生活经验和阅读教材第11页的内容完成下面问题。
如图是一个500ml的烧杯，加热一烧杯水沸腾的时间比半杯水时间长；加热一烧杯水至100摄氏度比加热同样一烧杯水至80摄氏度的时间长。思考：烧水时，水吸收的热量与哪些因素有关？
任务一
同一种物质吸收的热量
水吸收热量的多少跟质量、升高的温度有关，对于同一种物质，质量越大，升高的温度越多，则它吸收的热量越多。
任务二
比较不同物质吸热的情况
活动1：请阅读教材P11“比较不同物体吸热的情况”的内容，回答下列问题。
问题：请提出一个具有探究价值的问题，并作出猜想和假设。
提出问题： 水和食用油吸热能力是否一样
猜想和假设：水的吸热能力与食用油的吸热能力不相同
实验器材
①规格相同的电加热器；②烧杯
③温度计各两个；④天平
⑤停表一个；⑥水
⑦食用油若干。
活动2：请你选用合适的仪器和设计实验方案来验证你的实验猜想和假设。
1.实验方法
（1）实验时，需要控制水和食用油的质量和升高的温度相同，这是利用了控制变量法。
（2）实验中，通过比较加热时间来比较水和食用油吸收热量的多少，这是利用了转化法。
实验方案设计
（1）在两个烧杯中分别装入质量和初温相同的水和食用油。
（2）用相同的加热器对水和食用油加热，使它们升高相同的温度，记录各自所用的加热时间。
（3）将实验数据记录到表格中。
2.实验过程
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t0/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水
食用油
活动3：观看下面的实验视频，仔细观察相关实验操作并与你设计的实验方案就行比较，如果需要优化实验设计先优化再进行实验操作。
活动4：请分析你得到的实验数据，归纳总结得出相关结论。
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t0/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 100 15 25 10 4
食用油 100 15 25 10 2
例：某次实验数据记录表
实验结论
不同物质在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，即不同物质的吸热能力不同。
问题1：实验中，为何采用相同规格的电加热器和烧杯？为什么用加热器加热而不用酒精灯加热？
保证加热相同时间，物质吸收的热量相同。电加热器加热时稳定，而酒精灯会受到火焰大小的影响，不能保证在相同时间内放热相同。
活动5：实验后请同学们对下面的问题进行交流
问题2：我们还学过哪些采用控制变量法的实验？
1.探究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；
2.探究印象力作用效果的因素；
3.探究印象压力作用效果的因素；
4.探究液体内部的压强；
5.探究影响浮力大小的因素；
6.探究影响液体蒸发快慢的因素；
7.探究滑动摩擦力与哪些因素有关……
问题3：还可以采用什么方法来比较物质吸热能力？
还可以通过比较加热相同时间比较升高的温度。
实验步骤与前面实验类似，记录数据不同，也要采用控制变量法。
任务三
比热容
物理学中引入了比热容这个物理量。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·℃)。根据比热容的定义，写出比热容的定义式。
定义式：c=。其中c表示比热容、Q表示吸收的热量、m表示质量、Δt表示升高的温度。
比热容是反映物质自身的物理量，不同物质比热容不同。
活动1：我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，汽车发动机用水冷却。下列是一些物质的比热容数据。
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 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油 1.97×103 水银 0.14×103
沙石 约0.92×103 铅 0.13×103
一些物质的比热容
问题1：学习了比热容的定义后。思考：为什么楼房取暖和汽车发动机冷却都用水？
两种不同的物质质量相同，当吸收或放出相同热量时，比热容较大的物质温度变化较小，对调节温度有很好的作用。
问题2：请对表中水和沙子的比热容进行对比，再交流讨论下列现象并给出相关解释。
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，为什么海水和沙子的温度不一样？
质量相等的水和沙子，照射相同的时间，吸收相同的热量，由于水的比热容比沙子的比热容大，根据公式Q＝cmΔt可知，水的温度变化较小，沙子的温度变化比较大，所以白天沙子烫脚海水凉爽，傍晚放出相同的热量时，同样，水的温度变化较小，沙子的温度变化比较大，所以，傍晚沙子很快凉了下来，海水却仍然暖暖的。
活动2：请根据比热容的定义式，对下面的例题进行计算。
例：知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收多少热量？
Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) =8.4×104 J
活动小结
一、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。
2.定义式：c=。
3.比热容是反映物质自身的物理量，不同物质比热容不同。
二、热量的计算
1.Q=cmΔt
1.（多选题) 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
AC
2.下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断止确的是（ ）
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
C
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/( J˙kg-1˙℃-1) 4.2x103 2.1X103 2. 1xl03 0.88x103 0.39x103
3.把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图，由图像可知，水的沸点是 ℃;水从70℃加热至90℃需要吸收的热量是 J;水沸腾时，水面上方的气压 一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”)。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
8.4×104
小于
98
4.有一根烧红的铁钉，质量是2 g，放出920 J 的热量后，温度降低到20 ℃，求铁钉的初温。［c 铁=0.46×103 J/（kg·℃）］
解：铁钉温度降低
Δt==
铁钉的初温t0=t+1000℃=1020℃
比热容
总结：请画出本节内容的思维导图
实验：比较不同物质吸热情况
比热容
热量的计算：Q=cmΔt
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。
2.定义式：c=
3.比热容是反映物质自身的物理量，不同物质比热容不同。
求质量：m=。
求比热容：c=
求变化的温度：Δt=。