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比热容
第十三章 第3节
(1)烧开一壶水与烧开半壶水需要的时间一样吗?
(2)把一壶水烧热和烧开,哪个需要吸收更多的热量?
结论:
同种物质,物体吸收热量的多少,与物体的 、 有关。
吸收的热量一样吗?
加热时间的长短
吸收热量的多少
转换成
质量
温度变化
1、质量相同的同种物质,升高相同的温度时,物体吸收热量相同吗?
相同。
即:同种物质的吸热能力相同。
2、不同种物质的吸热能力相同吗?
同样的日照条件,海水的温度和沙滩不一样。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?
一、探究:比较不同物质的吸热能力
同样的日照情况下,为什么沙子和海水升高的温度不同呢?是因为沙子和水是不同的物质么?
做一做:
用不同物质比一比
看看不同种类的物质,吸收热量的能力是否相同。
思考:
1.要控制哪些量相同?
3.需要哪些测量器材?
2.比较物质吸热能力的方法有哪些?
一、探究:比较不同物质的吸热能力
一、探究:比较不同物质的吸热能力
思考:
1.要控制哪些量相同?
2.比较不同物质吸热能力的方法有哪些?
3.需要哪些测量器材?
质量
初温
加热条件等
方法一:升高相同的温度,比较吸收热量的多少。
方法二:吸收相同的热量,比较升高温度的多少。
酒精灯、玻璃杯、温度计……
方法一:
研究不同物质(水和食用油)在质量相同、升高温度相同时,吸收热量(加热时间)是否相等。
实验器材:
相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计……
运用的物理方法:
1、控制变量法
一、探究:比较不同物质的吸热能力
2、转换法(加热时间的长短反映吸收热量的多少)
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 500 21.9 43.5
食用油 500 22.1 43.6
约22℃
约22℃
53s
32s
即Q不同,t长则吸收Q多
结论:
质量一定的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多。
一、探究:比较不同物质的吸热能力
方法一:
研究不同物质(水和食用油)在质量相同、吸收热量(加热时间)相同时,升高的温度是否相等。
实验器材:
相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计……
运用的物理方法:
1、控制变量法
一、探究:比较不同物质的吸热能力
2、转换法(加热时间的长短反映吸收热量的多少)
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 300 21.9 53.5
食用油 300 22.1 108.4
31.6
86.3
2
2
即Q相同,t长则吸收Q多
质量一定的水和食用油,吸收相同的热量,煤油升高的温度比水高。
结论:
一、探究:比较不同物质的吸热能力
物体吸收热量的多少,不仅与物体的 、 有关,还与 有关。
质量
温度变化
物质种类
即不同物质的吸热能力不同,物理学中用比热容来表示物质的吸热能力。
二.物体吸热多少的影响因素
三、比热容定义、公式
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。
c
定义式:
单位:
J/(kg·℃)
符号:
读做:焦耳每千克摄氏度
想想议议:
表中是一些物质的比热容,请仔细观察,看看有什么规律。
3.同一种物质,比热容相同吗?
1.哪种物质的比热容最大?
你能正确读出它的比热容吗?
2.水的比热容的含义是什么?
含义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2x103J
①水的比热容最大: 4.2 × 103 J/(kg ·℃)
②比热是物质的特性。比热越大,物质的吸放热本领越大,不容易升温,也不容易降温。
③比热与物质的种类有关,一般不同种类的物质比热不同,
c与Q、m、△t无关
④比热与物质的状态有关:c水=4.2× 103J/(kg·℃)
c冰=2.1× 103J/(kg·℃)
关于比热容,下面几种认识对不对?
A.1 kg沙石,温度升高1 ℃,大概要吸收920 J的热量
B.液体的比热容都比固体大
C.同一种物质,比热容是相同的
D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质
有质量为4千克的水,温度从10℃升高到60℃,吸收了多少热量 ?
解:由题可知:
m水=4kg, t0=10℃,t=60℃,c水=4.2×103J/(kg·℃),
Q吸=cm( t-t0)
= 4.2× 103J/(kg·℃)×4kg×(60-10) ℃
=8.4× 105 J
练习:
一个质量为250 g的钢件,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却,室温为20 ℃,这个钢件在冷却过程中放出多少热量
解:由题可知:
m钢=250g=0.25Kg,t0=560 ℃,t=20 ℃
查比热容表格得,c钢=0.46×103J/(kg·℃)
Q放= cm(t0-t)
=0.46× 103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
=6.21× 104 J
练习:
B
将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c铁A.铁块和铝块吸收的热量一样多
B.铝块比铁块吸收的热量多
C.铁块比铝块吸收的热量多
D.条件不足,无法确定
练习:
用比热容解释现象
理论依据:
由
C=——
Q
mΔt
Δt=—
Q
cm
Q=cmΔt
①
②
2.由②式 可知:质量和热量相同时,比热容越大的物质变化的温度越少。
1.由①式可知:质量和变化温度相同时,比热容越大的物质吸收的热量越多。
考虑经济成本,谈一谈暖气用水好,还是用油好?
因为水的比热容比油大,根据Q=cm△t,质量一定的条件下降低相同的温度,水放出的热量更多。
例题:
实际生活中,汽车常用水来冷却,而不用其他物质,这是什么原因导致的
答:水的比热容(c水)大,由Q=cm△t,质量(m)相同的水与其他物质比较,升高相同(△t)的温度,水能吸收更多热量。
练习:
沙漠地区“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃瓜”为什么?
例题:
答:白天,当太阳照射到沙漠时,由于砂石的比热容较小,由 可知,砂石吸收相同的热量后,其温度会迅速升高;而到傍晚,由 可知,砂石要放出相同的热量,由于砂石的比热容较小,砂石的温度会马上下降,温度很低,所以沙漠气候温差变化很大。
吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度,居中国之首,而火焰山又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,空调都不用开 。想想这是为什么呢?
练习:
答:吐鲁番属于沙漠地区,因为砂石的比热容比较小,吸收或放出相同的热量,由 可知,容易升温也容易降温。
水稻是喜温作物,在每年三四月份育秧时,为了防止霜冻,傍晚常常在秧田里灌一些水过夜,你能解释原因吗?
因为水的比热容大,傍晚温度低水放热降温缓慢,不至于引发冻害
练习:
为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样?
因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同,但是海水的比热容比沙子的比热容大,所以海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
中午,沙子很烫而海水很凉。
傍晚,沙子变凉了而海水却还很温暖。
练习:
因为水的比热容大,吸收或放出相同的热量,不容易升温也不容易降温
昆明,又名春城,是云南省的首府。昆明的周边,现在滇池南北长约40千米,东西宽约8千米,总面积300平方千米,湖岸线长163.2千米,最大水深10.4米,平均水深4.4米。那里的气候宜人,四季如春,这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗?
练习:
白天,地表受太阳辐射而升温,由于陆地土壤比热容比海水比热容小得多,陆地升温比海洋快得多,因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高,陆地上空气柱因受热膨胀,上空的空气从陆地流向海洋,然后下沉至低空,又由海面流向陆地,再度上升,就形成了低层海风和铅直剖面上的海风环流。海风从每天上午开始直到傍晚,风力以下午为最强。日落以后,陆地降温比海洋快;到了晚上,海上气温高于陆地,就出现与白天相反的热力环流而形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流。海陆的温差,白天大于夜晚,一般情况下海风较陆风强。
谈起夏日海风,你可知道,在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著,白天和夜晚的风向往往是不同的,你知道白天风是从哪里吹向哪里?夜晚呢?为什么?
练习:
炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3 ℃ ~ 5 ℃,这就是热岛效应,应该如何应对呢?
种草种树,增加水蒸气蒸腾
修建人工湖,利用水的吸热本领强,来调节气温。
练习:
以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是( )
A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却
B.生活中往往用热水取暖
C.夏天洒水降温
D.滩涂湿地温差小
A B D
A
B
C
D
练习:
水的比热较大在生活中的应用:
暖气中的循环物质是水
汽车发动机冷却物质是水
农业上可保护秧苗不致冻坏
对气候的影响:沿海昼夜温差小,内陆昼夜温差大
总结:
烧杯中装有酒精,现用去一半,则剩余酒精的下列物理量中,发生改变的是( )
A.质量 B.密度 C.比热容 D.沸点
A
练习: