12.3物质的比热容（课件）-苏科版九年级上册物理

(共41张PPT)
第十二章 机械能和内能
第3节 物质的比热容
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？
思考
从沙滩走到海水里有什么感觉？
同样的日照下，为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢？
新疆吐鲁番
上海
思考
观察吐鲁番和上海的温差，你发现了什么？
水
上述两例都和什么物质吸放热有关？
①水吸收的热量与水的 有关，水的 越 ，吸收热量越多。
②水吸收的热量与水的 有关， 升高越 ，吸收热量越多。
水吸收的热量多少跟哪些因素有关呢？
探究同一物质的吸热特点
【经验猜想】
质量
质量
大
温度升高多少
水温
多
【提出问题】
物体吸收的热量还和 有关
是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量就相等呢？或者说物体吸收热量的多少是否还跟其他因素有关？
探究不同物质的吸热特点
【实验猜想】
【提出问题】
物质种类
同时让太阳加热质量相等、初温均为20℃的沙子和水，谁先达到40℃？
时间短的说明其吸热 。
少
①研究方法？保证什么相同？
②怎么比较不同物质吸热多少？
③要记录哪些数据？
④需要哪些实验器材？
⑤是否要使加热器的规格相同
【实验设计】
控制变量法
保证质量、温度升高多少（最好是初温和末温均相同）
转换法
相同热源加热下，比较加热时间
物体质量、温度变化（初温和末温）、加热时间
托盘天平、温度计、秒表、热源、烧杯…
保证相同时间内，水和食用油吸收的热量相同
【实验记录】
探究不同物质的吸热特点
方案一：用相同质量的两种物质（食用油和水），让它们升高相同的温度，比较加热时间。
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，说明水比食用油吸收热量多。
【实验结论】
温度(℃) 20 24 28 32 36 40 44 …
加热时间(min) 水 0 1.4 3 5.1 7 9.5 12
食用油 0 1 2 3.2 5.6 7 8.5
温度(℃) 20 24 28 32 36 40 44 …
加热时间(min) 水
食用油
水的吸热能力更 。
强
吸热能力 储水能力
热量 水量
温度变化 高度变化
【实验记录】
探究不同物质的吸热特点
方案二：相同质量的两物质，加热相同时间，比较温度升高的多少。设计记录数据的表格。
　　等质量的水和食用油，加热时间相同，即吸收相同热量，食用油升高的温度更多。
【实验结论】
加热时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 …
温度(℃) 水
食用油
加热时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 …
温度(℃) 水 20 23 26 29 32 35 38
食用油 20 27 33 39 48 54 60
水的吸热能力更 。
强
转换法
相同热源加热下，比较温度变化，
反映吸热能力
张军在做“比较不同物质吸热的情况”实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到如下数据：
典型例题
①本实验中，物质吸收热量的多少是通过比较 来反映的。
②分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是： ，在质量 、升高的温度相同时，吸收的热量不同。
③分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：
同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关。
④直线a代表的是 。
质量
加热时间
不同物质
煤油
相等
经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种吸放热性质特点，用物理量比热容来表示。
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。
比热容的符号：c
单位：焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)
c =
比热容
定义
比热容是反映物质自身性质的物理量（即是物质的属性），物质种类不同，比热容一般不同。
常见物质的比热容
体现吸热能力：比热容越大，吸热能力越强
升高相同温度，吸收热量越多
温度改变难易程度：比热容越大，温度越难改变，升温慢、降温也慢
与密度类似：是物质的属性，与物体温度、多少无关
不同物质比热容一般不同，同一物质状态不同，比热容可能也不同
一般液体比热容比固体大
物质种类不同，比热容可能相同
比热容的理解
冰与水
冰与煤油
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？
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。
思 考
来自大自然的疑问
水的比热容是： c水 = 4.2×103 J/(kg·℃)
尝试说出水的比热容的物理意义：
1 kg的水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J
水的比热容
“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。
降温：汽车发动机用水冷却
取暖：冬天的散热器（俗称暖气片）用热水供暖
①吸放热能力强
②温度难改变
同纬度沿海地区昼夜温差比沙漠地区小
调节气候：云南昆明（又名春城）
沿海地区有海陆风
比热容的应用
发动机水冷系统
散热器热水供暖
【分析】
1.c水最大，吸收相同Q， t不会太大。
2.c水最大， t变化相同，放出Q更多。
？
生活·物理·社会
为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大
由于海水的比热容大，沙石比热容小，海水与沙石比较，吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小，白天在受太阳照射条件相同时，海水的温度变化要小些，沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚放热，沿海地区温度降低也少。
海滨24℃~28℃
沙漠5℃~38℃
生活·物理·社会
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？
生活·物理·社会
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？
生活·物理·社会
白天：陆地比大海升温快，地面附近密度较小的热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风。
夜晚：陆地比大海降温快，海面附近密度较小的热空气上升，地面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿陆地吹向海面，形成陆风。
海风
钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，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
生活·物理·社会
比热容 热量
特点 反映物质吸热或放热能力的强弱 反映物体吸收或放出热量的多少
概念 单位质量的物质温度升高(或降低)1℃吸收(放出)的热量 热传递过程中，传递能量的多少
单位 J/(kg·C) J
有关 因素 只与物质的种类、状态有关 而与质量温度、热量无关 与比热容、质量、温度的改变量有关
联系 Q = cm t
比热容与热量的区别和联系
A B D
A B C D
1.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ）（多选）
　　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
练一练
2.如图是其中一个实验小组画出的冰熔化时温度随时间变化的图象，请你利用图象分析说明冰的比热容小于水的比热容（假定每分钟受热物质吸收热量相等）。
因为质量是物质本身的一种属性，与状态无关，
所以冰化水后质量不变。
由图象可知，加热相同的时间（第1分钟和第5分钟）内两者吸收的热量相等。
因为相同质量的不同物质吸收相同的热量时，温度变化小的物质比热容大，所以水温度的变化小，比热容大。
练一练
B
3.将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c铁 < c铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们吸收的热量（　 ）
　　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
练一练
末温和水温相同
4.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，不发生改变的是( )
A.质量 B.重力 C.比热容 D.体积
cba
C
5.质量相等，初温相同的abc三种不同液体，分别用三个完全相同的电加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图线如图所示，根据图线，把三种液体的比热容按从大到小的顺序为 。
练一练
【气候调节】
谚语：早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。
沙石比热容 ，白天阳光照射 热，温度
升得 ，晚上 热，温度降得 ，日夜温差 。
反之，沿海地区，水比热容 ，故日夜温差 。
【成因】
想想这是哪个地方的谚语，为什么？
比热容的应用
小
吸
快
放
快
大
大
小
水比热容比沙石大，白天 热，岸上气温比海面气温升的 ，使空气对流，近地面风从 吹来。晚上 热，海面温度 ，风从 吹来。
【海陆风】
白天：海风
黑夜：陆风
【成因】
看图思考，分析形成原因。
吸
快
海面
放
高
陆地
比热容的应用
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，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
三四月份昼夜温差大，夜晚气温降低，在稻田里灌些水，由于水的比热容较大，在相同的条件下，夜晚水和泥土相比放出相同的热量而温度下降较慢，从而使水稻的温度不至于太低而被冻坏，白天，将水放掉，因为泥土的比热容较小，吸收热量温度升高得较快，有利于秧苗生长。
比热容的应用
随堂小练18页
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。
比热容的符号：c
单位：焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)
c =
定义
比热容
①吸放热能力
②温度改变难易程度
体现：
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
物理意义：
1kg
2kg
1℃
2kg
1℃
2℃
吸收4.2×103J
放出2 × 4.2×103J
吸收2 × 2 × 4.2×103J
质量
温度变化
比热容
如果知道有m kg水，加热前初始温度为t0℃，加热后温度为t ℃，那么它吸收了多少热量呢？
m
×
4.2×103 J/(kg·℃) ×
(t t0)
思 考
热量的计算
c =
Q = c×m× t
Q吸 =
如果要计算物体降温时放出的热量，公式会有什么不同？
t = 初温 末温 = t0 t
热量的计算：
（1）升温吸热：Q吸= cm（t-t0）
（2）降温放热：Q放= cm（t0-t）
总 结
热量的计算
注意点：
①温度：升高或者升高了 t 降低或者降低了
升高到 末温t 降低到
②不适用于物态变化（如熔化、凝固吸放热时温度并不变化）
和非物态变化过程，比较加热时间的比例关系，进而算出热量
热平衡
①概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
②热平衡方程：Q吸 = Q放
热平衡
例：把热的铁块，放到冷水中，足够长时间，忽略热损失。此过程中，它们会发生 ，最终铁块和水的温度 。水吸收的热量 铁块放出的热量。
C水m水(t t0水) = Q吸 = Q放 = C铁m铁(t0铁 t)
热传递
相同
=
某温泉度假村利用地热水作为房间洗浴用水，请计算：质量为100kg的地热水，温度从70℃降低到20℃，放出的热量是多少？【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
解：地热水放出的热量 Q放 = c水m(t0-t)
= 4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)
= 2.1×107J
典型例题
把一个钢件加热到220 ℃，然后在空气中自然冷却至室温为20 ℃，放出23000J的能量，则这个钢件质量为多少 【c钢 = 0.46×103J/(kg·℃)】
m = = 0.25 kg
例：质量420g的铁块初温为790℃，质量460g的水的初温为20℃，把铁块放到水中足够长时间，忽略热损失，求最终铁块的温度t和水升高的温度。
【c钢 = 0.46×103 J/(kg·℃)】
典型例题
C水m水(t t0水) = Q吸 = Q放 = C铁m铁(t0铁 t)
铁向水释放热量Q放，水吸收热量Q吸，最终温度相同， Q放= Q吸
4200 J/(kg·℃) ×0.46kg×(t 20) ℃ = 460 J/(kg·℃) ×0.42kg×(790 t) ℃
t = 90℃
即水温升高了70℃
在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入_____(选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和煤油。
(2)实验中选择相同规格加热器，可以认为在相同时间内水和煤油___________相同，然后通过比较___________来完成探究实验。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，则____的吸热能力更强，因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容_____(选填“较大”或“较小”)。
(4)由图象可得，煤油的比热容为_________J/(kg·℃)。
(5) 本实验采用的物理研究方法是___________。
质量
吸收的热量
升高的温度
水
大
2.1×103
控制变量法
典型例题
1.小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　）
A.汽车发动机用水来冷却效果好　　　
B.液体的比热容都比固体大
C.同种物质在不同状态下比热容值不同　
D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多
几种物质的比热容（J/kg·℃）
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
冰 2.1×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铅 0.13×103
B
练一练
2.甲、乙两个物体的质量之比为2:1，比热容之比为1:2，它们吸收了相同的热量，升高温度之比为（　　）
A．4:1 B．1:1 C．1:2 D．1:4
3.质量、初温相同的铜块和铁块（已知c铜＜c铁），放出相同的热量后放在一起，热量的传递方向是（ ）
A.从铁块传给铜块 B.从铜块传给铁块
C.不发生热传递 D.无法确定
B
A
练一练
4.在一个标准大气压下，质量为1kg，初温为80℃的水吸收1.26×105J热量后，其温度升高到多少？（c水=4.2×103J/(kg ℃)
Q吸 = C水m水(t t0水)
1.26×105J = 4200 J/(kg·℃) ×1kg×(t 80) ℃
t = 110℃
标准大气压下，液态水最高温度为100℃
练一练
5.如图所示，质量为200g的某液体，比热容是c=4.2×103J/ (kg·℃)，在均匀放热的条件下凝固成固态物质，且质量不变，则第 20min的内能 第10min的内能；凝固过程中该物质共放热 J；该物质液态与固态的比热容之比为 。
小于
3.36×104
2:1
这种物质就是水和冰
练一练
6.将质量均为2kg，温度均为20℃的铜、铁、铝三球同时放入正在加热的沸水中，经过较长一段时间后，三个球的末温 (相同/不同)，则吸热最多的是 球，接着将它们捞出，当它们放出相同的热量时， 球的温度最低。
已知C铝=0.88×103J/(kg ℃)、C铁=0.46×103J/(kg ℃)、C铜=0.39×103J/(kg ℃)，
相同
铝
铜
练一练