13.2科学探究：物质的比热容 课件(共42张PPT) 沪科版物理九年级

(共42张PPT)
第二节 科学探究：物质的比热容
第十三章 内能与热机
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
探究物质吸热或放热规律
比热容
水的比热容大的应用
热量的计算
知识点
探究物质吸热或放热规律
知1－讲
感悟新知
1
1. 提出问题
生活现象
提出问题 同一时刻，海水和沙子温度为什么不一样
猜想与假设 沙子和水的种类不同
知1－讲
感悟新知
会思考—— 研究多因素影响问题的模型
知1－讲
感悟新知
2. 物体升温多少还与什么因素有关
生活现象 同样的燃气灶加热相同时间，烧一壶水和烧半壶水升高温度不同 同样的燃气灶加热一壶水，加热时间越长(未沸腾)水升高的温度越高
结论 水升高的温度和质量有关 水升高的温度和吸收热量有关
知1－讲
感悟新知
3. 设计实验
(1)由以上可知：物体升温多少与物质的种类、物体的质量、和吸收热量多少有关，据此设计实验。
知1－讲
感悟新知
(2)实验设计要点：如何让沙子和水吸热相同
知1－讲
感悟新知
(3)实验过程
实验目的 探究物体升温多少和物质种类的关系
实验设计
知1－讲
感悟新知
实验装置和实验步骤
a. 取一定质量的沙子和水装入两容器中，安装好实验器材；
b. 记录沙子和水加热前的温度t0；
c. 点燃酒精灯同时给沙子和水加热，同时上下拉动搅拌棒，每隔1 分钟记录温度t；
知1－讲
感悟新知
数据记录
结论 吸热相同时，质量相同的沙子和水升高的温度不同
加热时 间／min 0 1 2 3 4
温度／℃ 沙子 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
知1－讲
感悟新知
会设计—— 一般设计实验流程
知1－讲
感悟新知
技巧点拨
影响沙子和水吸收热量的因素
影响放热多少因素 酒精灯火焰大小(P)
加热时间(t)
影响吸热效率因素 加热方式(η)(烧杯、火焰距离等)
沙子和水吸收热量 Q 吸=ηQ 放=ηPt
知1－讲
感悟新知
方法点拨
转换法：实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少，这属于转换法。加热相同时间，说明物质吸收热量相同。
感悟新知
知1－练
在“探究不同物质的吸热能力”实验中，小明用两个相同的加热器，选用水和食用油做了如图1 所示的实验，实验数据记录如表。
例 1
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 100 20 5 45
食用油 100 20 5 65
感悟新知
知1－练
(1)在两个相同的烧杯中应加入初温相同、______相同的水和食用油。
解析：根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，要控制物质的质量相同，因此应在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油。
质量
感悟新知
知1－练
(2)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。
解析：实验过程中控制加热时间相同，即吸热相同，通过比较升高的温度来研究水和食用油吸热能力的差异。
升高的温度
感悟新知
知1－练
(3)从表中数据可知，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。实验表明， ______的吸热能力更强。
解析：从表中数据可知，加热相同时间，水升温慢，故如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间。实验表明，水的吸热能力更强
水
水
知1－讲
感悟新知
实验点拨
控制物质吸收热量相同的其他方法
同一个酒精灯加热相同时间 相同的加热器加热相同时间
感悟新知
知1－练
方法点拨
比较物质吸热能力的两种方法
(1) 使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量( 即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；
(2) 使相同质量的不同物质吸收相同的热量( 即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
知识点
比热容
知2－讲
感悟新知
2
1. 概念 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，符号是“c”。
知2－讲
感悟新知
2. 公式
物体吸热升温时Δt =t末－t初；物体放热降温时Δt=t初－t末。
知2－讲
感悟新知
3. 单位 焦耳/(千克· ℃)；符号：J /(kg·℃ ) ，读作焦耳每千克摄氏度。
4. 物理意义 反映物质吸热(或放热)能力的强弱。
知2－讲
感悟新知
5. 一些物质的比热容
物质 比热容J/(kg·℃)
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
冰 2.1×103
物质 比热容J/(kg·℃)
砂石 0.92×103
铝 0.88×103
铜 0.39×103
铅 0.13×103
知2－讲
感悟新知
方法点拨
比值定义法
用两个(或多个)基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比热容是利用比值定义法得到的。密度、速度、压强、功率也是利用比值定比热容义法得到的。
知2－讲
感悟新知
知识归纳
观察比热容表的一些发现
1. 不同物质的比热容是不同的；
2. 常见物质中，水的比热容最大；
3. 物质的比热容与状态有关，如c水≠ c冰；
4. 不同的物质比热容可能相等，如c冰=c煤油。
感悟新知
知2－练
关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是( )
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，只要物态不变，比热容都一样
例2
感悟新知
解题秘方：比热容是物质本身的特性，决定于物质的种类和状态，不会随物质吸收的热量、质量、温度的改变而改变。
知2－练
答案：D
感悟新知
知2－练
易错提醒
比热容是物质的一个特性，不同物质的比热容一般不同；物质的状态不同，其比热容不同。
知识点
水的比热容大的应用
知3－讲
感悟新知
3
应用 调节温度 作冷却剂或取暖
事例 1. 使沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；形成海陆风 2. 农民在秧田里灌一些水，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起保护作用 1. 汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液 2. 冬季供
暖用的散
热器、暖
水袋
知3－讲
感悟新知
分析 根据公式：Δt=。相同质量的水与砂石(秧苗)相比，在光照相同时间吸收相同的热量，由于水的比热容较大，水的温度变化小，因此水常用于调节温度。 根据公式：Q=cmΔt，相同质量的水和其他液体相比较，在升高(降低)相同的温度时，由于水的比热容大，吸收(放出)的热量多
知3－讲
感悟新知
深入理解
比热容的实质
(1) 反映了物质吸热或放热的本领；比热容越大，物质吸热或放热本领越强；
(2) 物质对冷热反映的灵敏程度：比热容越小，对冷热反映越灵敏。
感悟新知
知3－练
中央气象台每天都会发布全国主要城市的天气预报。
表中列出的是某年7 月4 日沿海城市上海和内地城市长沙的气温情况，请根据两座城市气温变化情况判断
城市名称，乙是______，你作出
如此判断的依据是____________
____________________________
_______________。
例 3
长沙
水的比热容较
大，沿海城市昼夜温差小，内陆
城市昼夜温差大
感悟新知
知3－练
解析：沿海地区水多，水的比热容较大，白天，相同质量的水和砂石相比，吸收相同的热量，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低得少，使得沿海地区昼夜的温差小；相反，内陆城市的水少，砂石多，则昼夜温差会较大；由表中知城市甲的温差小，所以甲是沿海城市上海；乙的温差大，乙是内陆城市长沙。
知3－练
感悟新知
解题分析
知识点
热量的计算
知4－讲
感悟新知
4
c 表示比热容：单位：J/(kg·℃ )
Q 表示热量：单位：J
m 表示质量：单位：kg
Δt 表示温度变化量：单位：℃
知4－讲
感悟新知
易错提醒
Q=cmΔt 适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。
感悟新知
知4－练
一块质量为800 g 的冰块的温度为－15 ℃，放出8.4×103 J的热量后，冰的温度为多少？
【c冰=2.1×103 J/(kg·℃)】
例4
解：由Q放=c冰mΔt 得，
Δt===5 ℃，
t 末=t 初－5 ℃ =－15 ℃ －5 ℃ =－20 ℃。
感悟新知
知4－练
解题技巧
应用公式计算热量的步骤
(1) 根据题意确定吸热物体和放热物体；
(2) 分析已知条件，并统一单位；
(3) 根据物理过程，依据条件选择公式；
(4) 代入数据求解，并讨论结果的合理性。
感悟新知
知4－练
[中考·大庆]“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1 ∶ 4，砂石和水的密度之比为3 ∶ 2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为________ 。
8∶3
例 5
感悟新知
知4－练
解析：砂石和水的体积相同，由ρ = 可得，===，由Q 吸=cmΔt 可得，砂石和水吸收相同的热量时升高的温度之比==
===。
感悟新知
知4－练
技巧点拨
解比值类题的方法步骤
(1) 以比值的形式写出要求的物理量之比；
(2) 将要求的物理量用相应代数式替换(由公式得到的代数式)；
(3) 代入各物理量的数值比；
(4) 计算求解。
课堂小结
科学探究：物质的比热容
比热容
定义
物理意义
热量计算
水的比热容
大的应用