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沪粤版九年级物理第十二章内能与热机第三节《研究物质的比热容》课时教学设计
课题 12.3 研究物质的比热容 单元 第十一章 学科 物理 年级 九年级
学习目标 知识与技能（1）、了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种基本属性，是反映物质的吸、放热性能的物理量，知道比热容的单位J/（kg·℃）及其读法、含义。（2）、会用比热容的概念解释有关的简单现象。知道水的比热容较大。过程与方法（3）、会运用控制变量法设计和进行实验，探究水和沙子的吸热能力。情感态度与价值观（4）通过联系实际，分析与比热容有关的问题，让学生感受物理无处不在，体会物理知识的魅力，养成探索、思考物质世界奥秘的兴趣和好奇心，逐步发展学生对物理和科学的感情。
重点 探究不同物质的吸、放热本领的实验、比热容的概念
难点 比热容的概念及用比热容的知识解释生活现象
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 多媒体展示生活中的现象：“夏日中午赤脚在河滩上和河水中行走感觉不同”提出问题：相同日照的情况下，河滩和河水物质不同，温度不同，说明了什么？ 学生思考 激发学生的学习兴趣
讲授新课 （一）、探究物质的吸、放热本领 提出问题：上节课活动1的实验中，当水的质量一定，升高相同温度时，加热时间相等，说明：同种物质在质量相同、温度变化相同时，吸收或放出的热量相同， 不同物质（如水和沙子），质量相同、温度变化相同时，吸收或放出的热量是否相同？设计实验：引导学生思考下面的问题，然后设计实验步骤1、结合上节课的内容，你认为本节课的实验应采用什么研究方法？2、若选择水和沙子为研究对象来做这个实验，那么，水和沙子的哪些量应该相等？3、实验时物体吸收热量的多少如何判断？对酒精灯有什么要求？4、实验中烧杯的规格不同是否可以，为什么？5、该实验要测哪些物理量？需要哪些器材？6、设计出你的实验记录表格。设计完成后，请一个小组向全班同学汇报，其他同学相互补充、完善。各小组进行实验探究，教师巡回指导，实验完毕后，引导根据实验现象得出结论。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（二）、比热容的概念1、教师讲述：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，说明不同物质的吸、放热的性能是不同的。为了反映不同物质的吸、放热的性能是不同，物理学中引入比热容的概念。思考： 若相同质量都取1千克（单位质量），升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量相等吗？讲述：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量就反映了这种物质吸、放热本领物理学中，把单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容。2、指导学生阅读课本，并解决下面的问题1、比热容单位以及写法和读法。2、水的比热容是多少，它的物理意义是什么？酒精的比热容是多少，它的物理意义是什么？3、通过阅读“一些物质的比热容表”你还有什么发现？三、比热容知识在生活中的应用引导学生利用比热容的知识解释生活中的一些现象，教师在学生表述不准确的地方适时加以引导。1、夏日中午赤脚在河滩上和河水中行走感觉到沙子烫脚而河水却凉凉的，为什么？2、汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却，为什么？3、北方的冬季也常用热水取暖，有什么道理？四、计算物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的多少？（一）、引导学生思考下面的问题，归纳总结出物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的公式1、１千克水温度升高５℃，吸收的热量是多少？2、２千克的水温度升高５℃，吸收的热量是多少？（二）、利用物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的公式进行简单的计算1、5kg的水从20℃至烧开，要吸收多少热量？2、质量为300g的水，温度由100℃降低到50℃，放出的热量是多少焦？教师引导针对学生在做题过程中存在的问题加以分析、改进。巩固提升1、【2017.金华】下列关于“热与能”的表述中正确的是（ ）A．物体在吸热过程中，其温度一定升高B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加2、（2017 威海）生活中热现象随处可见，下列说法中不正确的是（ ）A．在远处前闻到花的香味，是分子无规则运动的结果B．冬天很冷的时候搓手就感到暖和，是用做功的方式改变内能C．夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热，是因为水的比热容大D．使用高压锅更容易把食物煮熟，是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理3、（2017 哈尔滨）（2分）用如图所示的两个相同装置，同时给质量相同的水和铁砂加热，升温较慢的物质是 ，因为它的 较大．水 比热容 4、（2017 伊春）炎炎烈日下，松花江边的沙子热得烫脚，而江水却很清凉．这是为什么？（2017 镇江）用水冷却鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能 减小 ，这是通过 热传递 改变了鸡蛋的内能，若水的质量是0.5kg，水温升高了5℃，则水吸收的热量是 1.05×104 J．5、（2017 长春）汽车发动机用水做冷却剂，这是利用了水的比热容 大 的性质，一杯水倒出一半后，剩下水的比热容 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）6、（2017 枣庄）新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶中装入10㎏液化气，液化气的热值取4.2×107J/㎏，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是_____J，若放出的热量有40％被水吸收，在标准大气压下可把_____㎏的水从20㎏加热至沸腾。[C水=4.2×103J/(㎏·℃)] 7、（2017 衡阳）今年5月18日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储值大、能直接点燃等特点，它的热值约为1.4×1010J/m3，则3m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为_4.2×1010_J，假设这些热量全部被比热容为4.2×103J/（kg·℃）的水吸收，可以使______2×105____kg的水温度升高50℃. 学生讨论交流学生实验学生认识比热容了解比热容知识在生活中的应用了解热量的计算公式利用物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的公式进行简单的计算 引导学生设计实验培养学生的实验能力培养学生的分析归纳能力培养学生应用物理知识解决问题的能力培养学生的归纳总结能力培养学生的计算能力和解题的规范性
课堂小结 一、影响物体吸热（或放热）多少的因素：二、比热容： 1、定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：J/（kg·℃）2、水的比热容大在生活、生产中的应用①用冷水冷却物体②热水供暖③调节气候热量的计算：Ｑ吸=Cm△t
板书 单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：J/（kg·℃）Ｑ吸=Cm△t
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沪粤版 九年级上
12.3 研究物质的比热容
1、了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种基本属性，是反映物质的吸、放热性能的物理量，知道比热容的单位J/（kg·℃）及其读法、含义。
2、会用比热容的概念解释有关的简单现象。知道水的比热容较大。、会用比热容的概念解释有关的简单现象。知道水的比热容较大。
学习目标
问题：相同日照的情况下，海滩和海水物质不同，温度不同，说明了什么？
新知导入
新知讲解
（一、探究物质的吸、放热本领
问题1：上节课的实验中，当水的质量一定，升高相同温度时，加热时间相等，说明什么？
同种物质在质量相同、温度变化相同时，吸收或放出的热量相同，
问题2：不同物质（如水和煤油），质量相同、温度变化相同时，吸收或放出的热量是否相同？
设计实验：
思考下面的问题，然后设计实验步骤
1、结合上节课的内容，你认为本节课的实验应采用什么研究方法？
2、若选择水和煤油为研究对象来做这个实验，那么，水和沙子的哪些量应该相等？
(1)转换法：
(2)控制变量法：
控制水和沙子的质量、升高的温度(或吸 收的热量相同)。
5、实验中烧杯的规格不同是否可以，为什么？
6、该实验要测哪些物理量？需要哪些器材？
3、实验时物体吸收热量的多少如何判断？
4、对酒精灯有什么要求，为什么？
利用加热时间的长短来反映物体吸热的多少。
相同的酒精灯
相同的酒精灯相同时间内放出的热量相同。
烧杯的规格相同，若烧杯的规格不相同，相同加热时间内烧杯吸收的热量不同，对实验有影响。
水和煤油的质量、升高的温度（初温、末温）、加热时间
7、设计实验记录表格。
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 100g 20℃
煤油 100g 20℃
取两个________的烧杯盛放___________的水和沙子, 用两个相同的酒精灯给它们加热使它们升高______________,比较它们的_________________长短.
实验方法
相同
质量相同
加热时间
相同的温度
进行实验
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 100g 20℃
煤油 100g 20℃
30℃
10℃
30℃
10℃
4min
2min
结论：质量相等的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量多。
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。
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。说明不同物质的吸、放热的性能是不同的。
思考： 若相同质量都取1千克（单位质量），升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量相等吗？
单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量就反映了这种物质吸、放热本领，用物理量比热容来表示。
二、比热容
定义：物理学中，把单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容。
比热容单位
符号：C
（一）比热容的概念
J/(kg · ℃)
读作：焦每千克摄氏度
2、阅读课本，并解决下面的问题
1、水的比热容是多少，它的物理意义是什么？酒精的比热容是多少，它的物理意义是什么？
2、通过阅读“一些物质的比热容表”你还有什么发现？
物质 比热容
c/[J·(kg·℃)－1] 物质 比热容
c/[J·(kg·℃)－1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油 1.97×103 水银 0.14×103
沙石 约0.92×103 铅 0.13×103
（1）不同的物质比热容一般；
（2）同种物质，状态不同，比热容不同
（3）有些物质比热容相同，例如：煤油和冰
水的比热容：4.2×103 J／(kg ·℃)．
物理意义容：1千克的水温度升高1 ℃吸收4.2×103 J的热量．
煤油的比热容：2.1×103 J／(kg ·℃)．
物理意义：1千克的煤油温度升高1 ℃吸收2.1×103 J的热量．
1、水的比热容是多少，它的物理意义是什么？
煤油的比热容是多少，它的物理意义是什么？
2、通过阅读“一些物质的比热容表”你还有什么发现？
三、比热容知识在生活中的应用
“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些重要的应用呢？
1、用冷水冷却物体(冷却剂)
汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却，为什么？
水的比热容大，质量相同的水和其它物质比较，升高相同的温度，吸收的热量多。
——汽车发动机用冷水来冷却
2、热水供暖
我国北方楼房中都装有“暖气”，用水做介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水做输运能量的介质有什么好处？
水的比热容大，质量相同的水和其它物质比较，降低相同的温度，放出的热量多。
——冬天的散热器用热水取暖
北方的冬天，用热水袋取暖
水的比热容大，质量相同的水和其它物质比较，降低相同的温度，放出的热量多。
农村在培育秧苗时，为保护秧苗夜间不致受冻，傍晚要往秧田里灌水，夜间秧田里温度不致降得太多，秧苗不致冻坏，早晨再把水放出去，以日照使秧苗温度高一些，有利于生长。请说明原因
因为晚上天气冷，水的比热大，降低相同温度下放出的热量多，使秧苗得到很好的保护。早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长.
为什么沿海地区昼夜温差小，而内陆地区昼夜温差却比较大？
沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥 土又会降得较多。
3、调节温度
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 。
火焰山的温度计
想想这是为什么呢？
砂石的比热容小，白天吸热温度升高多，晚上放热温度降低的多。
水的比热容比较大，而砂石和泥土的比热容比较小。质量相同的水和砂石在相同日照的情况下，吸收的热量相同，水的比热容比较大，水的温度变化比砂石的小。所以，中午赤脚在海滩上和河水中行走感觉到沙子烫脚而海水却凉凉的
为什么同一地方的海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
新疆有句谚语：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，你现在能说出它的道理吗？
这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石要放出热量，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。
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？
答：水的比热容比较大，质量相同的水和砂石在吸收（或放出）相同热量情况下，水的比热容比较大，水的温度变化比砂石的小,所以，四季如春.
四、计算物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）
热量的多少？
（一）计算物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的公式
5kg的水在温度升高3℃时所放出的热量
4.2×103 J
5×4.2×103 J
3℃×5×4.2×103 J
(t1-t0)
m
c
t1---末温
t0---初温
1kg的水在温度升高1℃时所吸收的热量
5kg的水在温度升高1℃时所吸收的热量
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度 Q吸= cm(t1-t0)
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度 Q放= cm(t0-t1)
Q＝cmΔt
Q放= cm(t0-t1)
Q吸= cm(t1-t0)
物体吸热升温时，Δt＝t－t0；
物体放热降温时，Δt＝t0－t。
运用公式时应注意的问题：
A、运用上述公式进行计算时，一定要注意物理量的一
一对应，且统一各个物理量的单位。
B、比热容的单位不可去掉分母的括号而写“J/kg·℃”。
C、“升高”“升高了”不同于“升高到”。“升高”和“升高了”是温度的变化量，即Δt；“升高到”是末温，即t。
应用 分析
致冷 根据公式Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，降温效果好
散热 根据公式Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好
调节温度 沿海地区的温度变化比内陆地区小，原因：根据公式Δt＝Q/cm可知：相同质量的水和沙石相比，吸收相同的热量，水升高的温度小，所以沿海地区的温度变化小
（二）运用公式法理解水的比热容大的三种应用：
要求量 计算公式 特别说明
热量 Q＝cmΔt c为物质的比热容
c的单位是J/(kg·℃)
m为物体的质量
m的单位是kg
Δt为升高或降低的温度
Δt的单位是℃
Q为物质吸收或放出的热量
Q的单位是J
比热容 c＝
质量 m＝
温度 Δt＝
（三）应用比热容的公式进行有关计算
课堂练习
例1：净含量为 350 mL (1 mL＝1×10－6 m3) 的瓶装饮用纯净水的质量为多少kg。若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20 ℃，则水放出的热量为多少J。已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，水的比热容 c＝4.2×103 J/(kg·℃)。
解：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×350×10－6 m3＝0.35 kg，
水放出的热量
Q放＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.35 kg×20 ℃
＝29 400 J。
答：水放出的热量为29 400 J。
练习：把质量为2 kg、初温是30 ℃的水加热到80 ℃，这些水吸收的热量是多少J。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
解：Q放＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×（80 ℃－30℃） ＝4.2×105 J。
答：这些水吸收的热量是4.2×105 J。
水的比热容较大，生活中，我们常用水来加热或散热，例如：冬天常用热水袋取暖，把质量为2 kg、温度为90 ℃的热水装入热水袋中，到温度降为30 ℃的时候，这些水放出了多少J的热量
解：Q放＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×（90 ℃－30℃） ＝5.04×105 J。
答：这些水放出的热量是5.04×105 J。
例2：水稻是喜温作物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。当气温降低时，水能放出较多的热量；如果某秧田中水的温度降低了2 ℃，放出了3.36×107 J的热量，则该秧田内水的质量为多少kg。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：由Ｑ吸=Cm△t 得：
m = —— = ——————————————
Ｑ吸
C△t
6.3×103Ｊ
2.1×103Ｊ／(kg·℃)×2℃
=4000Kg
答：该秧田内水的质量为4000Kg
练习：质量为200克的铝壶中盛满温度为20℃的水后，进行加热，当壶中的水吸收了5.04×10５J的热量后，水温升高到80℃。此过程中铝壶吸收了多少热量？壶中所装水的质量为多少千克？已知铝的比热容为0.88×103 J/(kg. ℃)
解：
m = —— = ——————————————-----
Ｑ吸
C△t
5.04×105Ｊ
4.2×103Ｊ／(kg·℃)×(80℃－20℃)
=2kg
Q壶吸=c铝m铝Δ t升
=0.88×10３ J/(kg. ℃) × 0.2kg ×(80-20) ℃=1.06 × 104J
答：壶中所装水的质量为2kg，铝壶吸收的热量为
1.06 × 104J。
例3：质量为500 g的某种物质，温度从20 ℃升高到
30 ℃，吸收了2.1×104 J的热量，则这种物质的比热容是多少？
C = —— = ———————————
Ｑ吸
△tm
2.1×104Ｊ
0.5Kg×(30－20 ℃)
解：
＝4.2×103 J/(kg·℃)。
答：这种物质的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。
练习：质量为200g铅温度从98℃降低为18℃，放出2.08×103J,求铅块的比热容。
解：
C = —— = ———————————
Ｑ吸
△tm
2.80×103Ｊ
0.2Kg×(98－18 ℃)
=0.13×103Ｊ／(kg·℃)
答：铅块的比热容为0.13×103Ｊ／(kg·℃)
例4：质量为10 kg的水，吸收4.2×105 J的热量，温度从20 ℃升高到多少摄氏度？
[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
△t = —— = ———————————
Ｑ吸
mC
4.2×105Ｊ
10Kg×4.2×103 J/(kg·℃)
=10℃
t末=t初+△t=10℃+20 ℃=30℃
解：
答：温度从20 ℃升高到30℃
练习：质量是100克的煤油，吸收了6.3×103Ｊ的热后温度升高到5０℃ ，求煤油的初温是多少℃？（Ｃ煤油=2.1×103Ｊ／(kg· ℃ )）
解：由Ｑ吸=Cm△t 得：
△t = —— = ———————————
Ｑ吸
mC
6.3×103Ｊ
0.1Kg×2.1×103 J/(kg·℃)
=30℃
∵ △t = t - t0
∴ t0= t- △t = 50℃ - 30 ℃ =20 ℃
答；煤油的初温是20 ℃
1、【2017.金华】下列关于“热与能”的表述中正确的是（ ）
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
C
拓展提高
2、（2017 威海）生活中热现象随处可见，下列说法中不正确的是（ ）
A．在远处前闻到花的香味，是分子无规则运动的结果
B．冬天很冷的时候搓手就感到暖和，是用做功的方式改变内能
C．夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热，是因为水的比热容大
D．使用高压锅更容易把食物煮熟，是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理
D
.
3、（2017 哈尔滨）用如图所示的两个相同装置，同时给质量相同的水和铁砂加热，升温较慢的物质是 _________ ，因为它的 ___________较大．
水
比热容
4、（2017 伊春）炎炎烈日下，松花江边的沙子热得烫脚，而江水却很清凉．这是为什么？
答：因为水的比热容比沙石的大，由Q=cm△t可知，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量（都在太阳照射下），水的温度升高的少，江水是凉凉的，而沙子的温度升高的多，热得烫脚．
5、（2017 镇江）用水冷却鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能________，这是通过__________改变了鸡蛋的内能，若水的质量是0.5kg，水温升高了5℃，则水吸收的热量是____________J．
6、（2017 长春）汽车发动机用水做冷却剂，这是利用了水的比热容 _______ 的性质，一杯水倒出一半后，剩下水的比热容 ________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
减小
1.05×104
热传递
大
不变
7、（2017 枣庄）新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶中装入10㎏液化气，液化气的热值取4.2×107J/㎏，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是__________J，若放出的热量有40％被水吸收，在标准大气压下可把____________㎏的水从20㎏加热至沸腾。[C水=4.2×103J/(㎏·℃)]
4.2×104
500
8、（2017 衡阳）今年5月18日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储值大、能直接点燃等特点，它的热值约为1.4×1010J/m3，则3m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为____________J，假设这些热量全部被比热容为4.2×103J/（kg·℃）的水吸收，可以使_____________kg的水温度升高50℃.
2×105
4.2×1010
一、影响物体吸热（或放热）多少的因素：
①物体的质量； ②温度变化量； ③物质的种类
二、比热容：
1、定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：J/（kg·℃）
课堂总结
2、水的比热容大在生活、生产中的应用
①用冷水冷却物体
②热水供暖
③调节气候
三、热量的计算：
Ｑ吸=Cm△t
板书设计
Ｑ吸=Cm△t
定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：J/（kg·℃）
12.3 研究物质的比热容
作业布置
课本35页自我评价与作业1、2、3、4、5、6题
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