10.3 探究——物质的比热容 课件 (共24张PPT) 2024-2025学年物理北师版九年级全一册

(共24张PPT)
第十章 机械能、内能及其转化
第3节 探究——物质的比热容
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比热容的实验，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。
学习目标
观察与思考
某一天我国几个城市的气温情况
海口
23~27℃
福州
25~30℃
香港
25~29℃
乌鲁木齐
7~32℃
拉萨
8~25℃
思考：你发现什么规律了吗？
新知导入
（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
不一样，烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多。
（2）将一壶水烧开与烧成温水吸收的热量一样多吗？
不一样，把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多。
【观察与思考】
（3）物体吸收热量的多少与哪些因素有关呢？
质量和升高的温度。
（4）物质吸收（或放出）热量的多少，除了与物质的质量和温度变化有关外，还可能与什么有关？
可能与物质的种类有关。
新知学习
01 探究不同物质的吸热能力
实验探究：比较不同物质吸热的情况
提出问题：
实验器材：
水、食用油、玻璃杯、温度计、相同规格的电加热器、计时器。
不同物质吸热的情况是怎样的？
设计实验：
实验中，应控制哪些物理量不变？
质量、升高的温度。
如何知道哪种物质吸热比较多？
加热时间的长短。
控制变量法
转换法
（1）取一定质量的水和食用油装入两容器中，安装好实验器材。
（2）记录液体加热前的温度。
（3）给电加热器通电，记录油和水分别升高相同的温度，所用的时间。
进行实验：
实验数据：
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。
物质 水(100g) 油(100g)
升高的温度/℃ 5 10 15 20 5 10 15 20
吸热时间/S
吸热时间/S
升高的温度/℃
0
100g水、100g油受热“吸热时间—升温”关系图
水
油
思考：你从图中得出了什么？
　　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。
　　由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
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和温度变化量乘积的比，叫作这种物质的比热容。
定义：
符号：
单位：
焦耳每千克摄氏度，J/(kg·℃)
数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收的热量。
说明：
（容纳热量的能力）
c
02 比热容
思考：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示什么意义呢？
质量为1kg的水，温度升高1℃，要吸收4.2×103J的热量。
质量 升高的温度 吸收的热量
1kg水
2kg水
1℃
1kg水
1℃
2℃
4.2×103J
2 × 4.2×103J
4.2×103J × 2
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
提炼公式
Q = cmΔt
Q = cmΔt
J/(kg·℃)
kg
J
℃
其中Δt为温度的变化量，若t0为初温，t为末温。
Q吸= cm(t-t0)
Q放= cm(t0-t)
注意：“升高”“升高了”指的是Δt，升高到指的是t。
(加热、降低等字眼等同上述意思)
热量的计算公式
Q = cmΔt
m =
cΔt
Q
c =
mΔt
Q
Δt =
cm
Q
质量相同的不同物质，当升高相同的温度时，吸收热量多的物质比热容大。
质量相同的不同物质，当吸收相同的热量时，温度改变小的物质比热容大。
解：由Q吸＝cmΔt 可知水吸热后升高到的温度：
Δt＝ ＝ ＝25℃，
由Δt＝（t﹣t0）得水的末温：
t＝Δt+t0＝25℃+30℃＝55℃。
水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到多少℃？
例题
思考：你能说出为什么刚才实验中油升温快吗？
物质 比热容 c/（J kg -1 ℃-1） 物质 比热容
c/（J kg-1 ℃-1）
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103
砂石 0.92×103 铅 0.13×103
常温常压下一些常见物质的比热容
火焰山，是吐鲁番最热的地方，其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度。
火焰山的温度计
沙子的比热容较小，在吸、放热时，温度变化较大。故而白天与晚上温差较大。
比热容的应用
这是为什么呢？
昆明气候宜人，四季如春，又名春城。
昆明的周边是美丽的滇池，滇池总面积300平方千米，平均水深4.4 米。昆明的昼夜温差很小。这与滇池密切相关。
水的比热容大，在吸、放热时，温度变化较小。故而昆明的昼夜温差小。
滇池
沿海城市的昼夜温差小，内陆城市的昼夜温差大的原因。
水的比热容是沙石的4倍多，因此在沿海地区，白天海水吸收大量的热量而温度升高得并不多，夜间海水放出大量的热量，温度降得并不多。内陆地区却是白天温度升高较多而夜晚温度又降低较多。
想想议议：用水做运输能量的介质有什么好处？生活中还有没有用水来加热或散热的情况。
暖气
用水给发动机降温
加水保温
1.由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量很多，有利于作冷却剂或用来取暖。
2.由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气温。
水比热容大的利用
探究物质的比热容
相同质量的不同物质升高相同的温度，吸收热量不同。
比较不同物质吸热情况
比热容的应用
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
单位
物理意义
比热容
公式变形：Q = cmΔt；Q吸= cm(t-t0)；Q放= cm(t0-t)
课堂小结
1.质量相同的A、B两种液体分别用两个完全相同的酒精灯同时加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，则（ ）
A.液体A的比热容较大
B.液体B的比热容较大
C.两种液体的比热容相等
D.无法确定
B
课堂练习
2.水比热容较大，选项中现象与此特点无关的是( )
A.海边昼夜温差比沙漠中小
B.空调房间里放盆水可以增加湿度
C.冬天暖气设备用热水供暖
D.用水制成汽车发动机冷却液
B
解：由图像可知，该物质10min升高温度：
Δt＝50℃﹣20℃＝30℃，
由Q吸＝cmΔt 得，该物质的比热容：
c＝ ＝ ＝2.4×103J/（kg ℃）
3.如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图像，前10min它吸收的热量是7.2×103J。求该物质的比热容。