(共23张PPT)
第4节 比热容
九年级
初中物理
第十九章 热和能
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.通过探究实验掌握控制变量法,了解转换法的应用。
3.能根据比热容概念,推导出热量的计算公式。
4.能用比热容解释简单的自然现象,感受物理和生活的密切关系。
5.利用热量的计算公式,进行简单的计算。
学习目标
同样的日照条件,海水的温度和沙滩的不一样。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?
比热容
知识点一
如图所示,两杯质量不同、温度相同的水升高相同的温度,哪杯水吸收的热量多?
结论:物体吸收热量的多少与物体的质量有关。
√
30℃→100℃
30℃→100℃
如图所示,两杯质量相同、初温不同的水都升高到100℃,哪杯水吸收的热量多?
同一种物质吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。
√
30℃→100℃
50℃→100℃
吸收的热量除了与物体质量和升高的温度有关外,与物质的种类有关吗?
1.实验:探究不同物质的吸热能力
实验方案:相同电加热器加热质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度。比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。
实验设计:
①规格相同的电加热器,即在相同时间内放出的热量相同。
②怎样获得质量相同的水和食用油?
③怎样测出它们的温度?
④怎样比较水和油吸收热量的多少?
用天平测量。
用温度计测量。
通过比较液体的加热时间来比较吸收热量的多少。加热时间越长,则吸收的热量越多。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t/℃ 升高的温度 (t-t0)/℃ 加热时间
t/min
水
食用油
对应记录数据的表格
实验现象:等质量的水和食用油,升高相同温度,水需要的加热时间更长,水比食用油吸收热量多。
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。所以物质的种类会影响到物质对热量的吸收。
2.比热容
(1)定义:某种物质吸收(或放出)的热量与其质量及温度变化量乘积之比,叫这种物质的比热容。用 “c”表示。
(2)公式: 。
(3)单位:焦/(千克·摄氏度),符号为 J/(kg·℃ )。
(4)物理意义:比热容是表示不同物质的吸热(放热)本领的物理量。
例如,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
代表质量为1 kg的水,在温度升高(或降低)1℃时,所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
单位质量的某种物质,温度降低1℃所放出的热量,与它温度升高1℃所吸收的热量相等,数值上等于这种物质的比热容。
常见物质的比热容
①比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容;
②水的比热容最大;
③不同种物质的比热容一般不同;
④物质的比热容还与物质的状态有关,如水和冰。
海水的比热容比沙子的比热容大,所以在吸收的热量相同时,海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
(1)同样的日照条件,海水的温度和沙滩的不一样。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?
3.比热容的应用
(2)用“早穿棉袄午穿沙,围着火炉吃西瓜”来形容一些盆地或沙漠地区昼夜温差大,这是为什么?
沙石比热容小,白天在受太阳照射时,温度升高得快,夜晚放热也快,所以昼夜温差大。
(3)汽车发动机为何用水来冷却?
水的比热容大,在质量一定的条件下水升高相同温度时,吸热多,用水作冷却剂效果好。
(4)冬天的散热器(俗称暖气片)为何用热水供暖?
水的比热容大,在质量一定的条件下水降低相同温度时, 放出的热量多,用热水取暖效果好。
热量的计算
知识点二
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),你能计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?
公式中各物理量的含义:
Q吸:物质吸收的热量 Q放:物质放出的热量
c : 物质的比热容 m:物体的质量
t0:物体原来的温度(初温) t :物体后来的温度(末温)
Δt: 变化的温度 Δt=t-t0或Δt= t0- t
1. 吸热公式:Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cmΔt
2. 放热公式:Q放=cm(t0-t)或Q放=cmΔt
课堂小结
随堂练习
1.下列物质的比热容发生改变的是( )
A.一杯水倒掉半杯
B.水凝固成冰
C.0 ℃的水变成4 ℃的水
D.将铁块锉成铁球
B
物质的比热容与物质的状态有关
2.(福建中考)用冷水冷却汽车发动机,主要是利用水的( )
A.比热容大
B.密度大
C.凝固点低
D.沸点高
A
水的比热容大,吸热多
3.质量是100 g的煤油,吸收了7.2 ×103J的热量后温度升高到50℃,求煤油的初温是多少摄氏度?[c煤油=2.4×103J/(kg· ℃)]
解:由Q吸=cm(t-t0)得
(t-t0) ===30 ℃
所以t0=t-30 ℃=50 ℃-30 ℃=20 ℃。