《备课参考》(新人教版)物理九年级上册13.3 比热容(学案+同步习题课件)(3份打包)

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名称 《备课参考》(新人教版)物理九年级上册13.3 比热容(学案+同步习题课件)(3份打包)
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文件大小 2.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2015-05-22 16:47:01

文档简介

13.3 比热容
第1课时 初探比热容
【学习目标】
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
2.尝试用比热容解释简单的自然现象。
【重点难点】
了解比热容的概念。
学习内容一:比热容
学习指导:阅读课本P11-P12文字内容与插图,基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1.不同的物质,在质量相等,升高的温度相同时,吸收的热量是不同的。
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。比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度。符号是J/(㎏·℃)。
【合作探究】 教师巡视辅导。
1.将一千克的水和一千克的食用油的温度分别提高50℃,加热的时间是否相同?
猜想:加热时间不相同。
2.请大家设计实验验证这个猜想。
(1)在实验中应该控制哪些量相同?
答:质量相同,初温相同。用同样的加热器来加热。
(2)让哪些量不同?
答:让物质的种类不同。
(3)怎样比较物质吸收的热量的多少?
答:通过比较加热时间来比较物质吸收的热量,加热的时间越长,说明吸收的热量越多。我们可以采用酒精灯或电加热器来加热,为了保证加热器放热的速度相同,一般使用电加热器。
(4)请小组讨论后,给出本组实验方案。
3.交流设计方案,根据实验条件的可能和器材的准备情况确定实验方案。
方案一:相同质量的不同物质,吸收相同的热量,看哪一个的温度升高得多;
方案二:相同质量的不同物质,升高相同的温度,看哪一个吸收的热量多。
以小组为单位,选定方案一,完成P11图13.3-1和13.3-2的实验,请学生观察,设计表格并记录实验数据。
加热时间(t/min)
0
1
2
3
水的温度(t水/℃)
食用油的温度(t油/℃)
4.分析数据:相同质量的水和食用油,吸收相同的热量,哪种物质升高的温度多?升温快的物质吸收热量的本领是强还是弱?
5.请同学们以小组为单位完成方案二。再分析数据,得出结论。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1.物质吸收热量的本领也可以理解为物质“储存”热量的本领。
2.开始的温度叫初温,结束时的温度叫末温。升高的温度指的是初温与末温的温度差。
3.不同的物质,质量相同,吸收相同的热量,温度升得慢的吸收热量的本领比较强。不同的物质,质量相同,升高同样的温度,加热时间长的吸收热量的本领比较强。
4.在本实验中,水和食用油在吸收热量的同时,还在对外散热,所以实验的结果可能存在一定的误差,是允许的。为减少误差,尽量采用绝热性能好的容器来进行实验。
【即时练习】
在方案二的实验中,对水和用油加热,我们发现,质量相同的水和食用油,升高相同的温度,水需要加热的时间更长,这说明水需要吸收更多的热量,即水的储存热量的本领更强。
学习内容二:了解常见物质的比热容,利用比热容的知识解释一些常见现象。
学习指导:阅读课本P12文字内容与插图,分析小资料中数据,注意这些数据之间存在的规律。
【自学检测】
1.水的比热容是4.2×103J/(㎏·℃)。它的物理意义是:质量是1千克的水,温度升高1℃,需要吸收的热量是4.2×103J。
2.单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量与它温度降低1℃所放出的热量,在数值上是相等的。
3.质量相同的不同物质,吸收或放出同样的热量时,比热容大的物质温度变化小,因此,比热容大的物质对温度有很好的调节作用。
【合作探究】教师巡视辅导。
1.分析小资料中的数据,你能得出哪些结论?(回顾八年级声学中关于声速小资料的归纳方法)
答:(1)不同的物质,比热容一般不同。
(2)同种物质,状态不同,比热容也会不同。比如水和冰。
(3)一般来说,金属的比热容远小于非金属。
2.想一想:夏天,我们在水边玩耍的时候,脚踩在沙子上有什么感觉?踩在水中有什么感觉?为什么有不同的感觉?阅读P13图13.3-3的图片与相关内容,想一下怎么回答。
3.拓展性问题:我们大部分地区是亚热带季风气候,在海边,白天与夜晚的风向是否相同,请回家上网查阅资料后回答。
答:因为陆地基本上是沙石构成的,比热容小于水,白天温度升得快,热空气上升,海洋升温慢,海洋上方的冷空气流过来补充,所以,白天风从海洋吹向陆地,在晚上,陆地降温快,海洋降温慢,风又会从陆地吹向海洋。
4.阅读“想想议议”,思考: 在夏天,在室内洒水可以降温,这是利用了什么?现在我们很多同学家中有小汽车,打开小汽车的前盖,会看到一个大水箱(展示散热器图片),水箱起什么作用?里面装的是什么液体?为什么要装这种液体?如果是在北方,在冬天很冷的情况下,能否只装这种液体,如果不能,应该怎么解决?
5.扩展性实验。阅读P13图13.3-4了解利用温度传感器和计算机来探究不同物质比热容的方法。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
水的比热容大,等质量的水和其它物质相比,吸收同样多的热量,水的温度升得慢,吸热或致冷效果好。降低同样多的温度,水放出的热量比较多,取暖效果较好。
【即时练习】
1.在温度计的玻璃泡中,需要对温度更加敏感(比热容小的)的物质来做为显示液,所以一般采用比热容小的液态金属——水银作为介质。
2.完成课本P14第1、2题。
【当堂练习】见训练案基础部分
第2课时 热量的计算
【学习目标】
热量的计算
【重点难点】
推导并利用比热容的公式解决相关的热量计算问题。
学习内容一:热量的计算
学习指导:阅读课本P14文字内容,尝试推导比热容的计算公式。
【自学检测】
1.比热容在数值上等于质量是1 kg的某种物质温度升高或(降低)1 ℃所吸收或(放出)的热量。
2.铝的比热容是0.88×103J/(kg ℃).它的物理意义是质量是1_kg的铝块温度升高(或降低)1_℃时吸收或(放出)的热量为_0.88×103J。
【合作探究】 教师巡视辅导。
1.阅读P14“想想议议”,回答所提出的问题。
质量是1 kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是 0.88×103J,
质量是2 kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88×103×2J;
质量是2 kg的铝块温度从30℃升高到100 ℃,吸收的热量是0.88×103×2×(100℃-30℃)J。
2.如果我们用Q吸代表物质吸收的热量,c代表比热容,m代表物质的质量,t0代表物质的初温,t代表物质的末温,则利用比热容计算物体吸收热量的公式应该怎么写?
答:Q吸=cm(t-t0)
3.利用这个公式尝试解答问题1的后二问,注意格式 。
4.如果物质放出热量,则公式应该怎么写:
答:Q放=cm(t0-t)
5.一壶质量为1 kg的水,温度从100 ℃自然冷却到20 ℃,在此过程中,这壶水放出多少J的热量?(c水=4.2×103J/(kg· ℃)。
答: Q放=c水m(t0-t)= 4.2×103J/(kg· ℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1.在物理学中也可以用Δt来表示温度差,所以这两个公式也可以写成Q吸=cmΔt,Q放=cmΔt
2.应用公式Q吸=cmΔt,Q放=cmΔt及其变形式 c=、 m=、 Δt=、Δt=t-t0(Δt= t0-t)可以计算物质的比较容、质量、初温、末温等。
3.在应用这些公式计算时,所有的单位都要换算成国际单位后才能计算。
【即时练习】
1.请学生板演P15第4、5题。
2.一锅炉把3 t的水加热到100 ℃,需要吸收的热量为1.008×109 J,求水的初温为多少℃?
答:20℃
3.甲、乙两物体的比热容之比为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 )
A.9∶2   B.2∶9   C.1∶2   D.2∶1
【当堂练习】见训练案基础部分
课件16张PPT。第13章 内能§13.3 比热容第1课时 初探比热容比热容的理解
(1)比热容是物质自身的性质之一,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,利用物质的这种性质可以鉴别物质。水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),其物理意义是: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4.2×103 J。
(2)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一物态下的比热容是一定的,但在不同物态下,比热容是不相同的。如:水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),而冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)。
(3)物质的比热容不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化;只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,比热容一般都相同。A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.无论质量多大,比热容都一样【解析】比热容是物质自身的一种性质,也就是说同一种物质在相同的物态下,比热容是某一固定的值,不随物体的质量、吸放热的多少以及温度的改变而变化;比热容表示的是单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量这一性质,因此A、B、C选项都是错误的。答案:D ___________________________________________________________________________________叫做这种物质的比热容,用符号____表示,它的单位是________________,符号是______________。比热容是反映物质自身性质的物理量,比热容的大小与物质的________和________有关。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温度乘积之比c焦每千克摄氏度J/(kg·℃)种类状态知识点1 比较不同物质的吸热能力1.(2014,哈尔滨)用两个如图所示的相同装置,同时给质量相同的水和铁砂加热,物体吸收热量的多少是通过____________来反映的,在实验中通过观察________________________来比较水和铁砂的吸热本领。加热时间长短温度计示数升高的快慢2.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等的沙子和水,装置如图所示。下列说法正确的是( )
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.实验中,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D3.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),它表示_______的水温度_______(或降低)1 ℃_______(或放出)的热量为_____________J。1千克升高吸收4.2×1034.下列说法中,铁的比热容发生了变化的是( )
A.把铁块放在火上烧红      B.把铁块锻打成铁片
C.把铁块碎成铁屑 D.把铁块熔化成铁水
5.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DB6.关于比热容,下列说法正确的( )
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7.新疆“那拉提草原”是闻名全国的旅游景区。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少
D.水比小石头的比热容小 DB8.水的比热容比煤油的大。如图甲,用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网同时对两试管加热。图乙中的哪一图线能反映该实验情况( )C9.如图所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图____(选填“甲”或“乙”)。这是因为c冰____(选填“>”“<”或“=”)c水,所以相同时间内____(选填“冰”或“水”)升温更快。乙<冰10.如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。从图象可以看出,在一年中,曲线A所表示的城市气温变化较____(选填“大”或“小”),根据水的比热容比砂石比热容____的特点,曲线A表示的是______(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。大大内陆11.无论是白天还是夜晚,人们漫步海滨,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(如图),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。答:海陆风的形成是由于陆地和海水的比热容不同造成的。由于海水的比热容较大,接受太阳的辐射能后,表面升温慢,陆地砂石比热容小,升温比较快,于是白天由于陆地气温高,空气上升快形成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,空气上升快而形成陆地吹向海面的陆风。12.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。(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。升高温度水大于比热容课件16张PPT。第13章 内能§13.3 比热容第2课时 热量的计算从比热容定义可推导:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)也可统一为Q=cmΔt,应注意以下几点:
(1)明确吸热或放热的对象,弄清公式中m、c、t、to的对应值,注意文字叙述中升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃、降低了t ℃,对应的都是温度的改变量,而升高到t ℃、降低到t ℃对应的是物体的末温t ℃。
(2)公式适用于在同种状态下吸热或放热的计算。因为如果物质的状态发生了改变,比热容就会发生变化,此时上述公式不能计算整个过程吸热或放热多少。
(3)如果两个物体进行热传递时,没有热量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即Q吸=Q放,这就是热平衡方程。
(4)应用公式计算时,单位应统一。易混点:在热量的有关计算中易出错。
易混点辨析:在计算热量时常出现单位不统一,不清楚Δt的含义,不能区分“升高”“升高了”“升高到”和“降低”“降低了”“降低到”这几种不同的说法。要注意物体吸收或放出的热量与物体的质量、构成物体的物质种类及温度的改变有关,分析热量的变化时应兼顾三者。另外,注意温度的改变不是初温,也不是末温,而是两者的差值。【例】小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器,若该热水器里面装有温度为10 ℃的水30 kg,经过阳光照射后,水温升高到45 ℃,在这一过程中水吸收的热量是________J。【解析】已知水的质量、比热容、初温和末温,根据Q吸=cmΔt得Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(45 ℃-10 ℃)=4.41×106 J。答案:4.41×106物质温度升高时,吸收热量的计算公式是Q吸=____________,物质温度降低时,放出热量的计算公式是Q放=____________,其中c表示__________,单位是__________,m表示________,单位是______,t表示_________,t0表示________,单位是_____。cm(t-t0)cm(t0-t)比热容J/(kg·℃)质量kg末温度初温度℃知识点 热量的计算1.用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋内能是通过________的方式改变的,如果水的质量是1 kg,初温为20 ℃,取出鸡蛋时水温为30 ℃,水吸收的热量为__________J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]热传递4.2×1042.2 kg的水温度降低5 ℃,水放出的热量为____________J。水的比热容在常见的物质中是比较____的,因此沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆地区____(后两空选填“大”或“小”)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]4.2×104大小3.我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107 kg,水温升高2 ℃,则湖水吸收的热量为____________J;若这些热量被同等质量的砂石吸收(c砂石5.甲、乙两个物体的质量之比是2∶3,比热容之比是1∶2,当它们升高的温度相同时,吸收的热量之比是( )
A.1∶3    B.3∶1    C.3∶4    D.4∶30.46×103钢、铁A6.(2014,河南)用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如下表所示,由数据比较两种液体的比热容( )A. c甲>c乙      B.c甲=c乙
C.c甲<c乙 D.无法确定A7.用两个相同的电热器给质量都为2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为( )A.5.04×105 J
B.4.2×105 J
C.2.52×105 J
D.条件不足,不能计算C8.初温相同,质量也相同的水和铜块,吸收相等的热量后,再将铜块投入水中,则会出现( )
A.铜块放热,水吸热
B.铜块吸热,水放热
C.铜块与水之间不发生热传递
D.水的内能传递到铜块上A9.如图甲所示是用水冷热牛奶的示意图,图乙中记录牛奶、水的温度随时间变化的图象,图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是____(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”),图中A点的物理意义是_______________________。若水的质量是1.5 kg,在整个过程中水吸收的热量是____________J。I混合后的共同温度为20℃6.3×10410.(2014,宜昌)随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是以温度不高于60 ℃的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板,通过地面以热传递方式向室内供热的一种供暖方式(如图所示)。
(1)某房间一段时间内循环流动的水的质量为1 000 kg,进水温度为55 ℃,出水温度为40 ℃。这段时间里水向外界放出多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
(2)“水地暖”以水为媒介,是因为水的比热容较大,请具体说明为什么要利用这一特性。解:(1)Q放=cm(t0-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 000 kg×(55 ℃-40 ℃)=6.3×107 J。
(2)相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度时,水放出的热量较多。11.实验测得1 kg某物质温度随时间变化图象如图所示。已知该物质固态下的比热容C1=2.1×103 J/(kg·℃),该物质从热源吸热功率恒定不变。则:
(1)在最初2 min内,物质温度升高40 ℃,吸收的热量为_____________J,吸热功率为_________W。
(2)该物质在液态下的比热容C2是多少?8.4×104700