12.3　第1课时　比热容(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理九年级上册同步学案
第十二章　内能与热机
12.3　研究物质的比热容
第1课时　比热容
要 点 讲 解
要点一　探究物质的吸、放热性能
【提出问题】同种物质，状态不变，在质量相等，升高的温度相同时，吸收的热量相等。那么不同物质，在质量相等和升高的温度相同时，吸收的热量是否相等呢？
【猜想与假设】不同物质，状态不变，在质量相等和升高的温度相同时吸收的热量不相等。
【设计实验】采用控制变量法进行研究。不变的因素：质量和升高的温度；变化的因素：物质种类(水和砂石)。
【进行实验】取两个规格相同的烧杯，分别装100g水和100g砂石(干燥的)作为研究对象，用相同的热源对它们加热，并记录加热时间(相当于吸收的热量)和升高的温度。
【分析论证】相同的热源在相同的时间内对外供热相等，在相同时间内，质量相等的水和砂石吸收相等的热量。结果发现：砂石升高的温度比水高，要使水和砂石升高相同的温度，就要对水加热更长的时间。
【探究归纳】由以上论证可得出结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量一般不相等；质量相等的不同物质，降低相同的温度时，放出的热量也不相等，也就是说，不同物质的吸、放热本领一般不同。
1. 水和砂石吸收热量的多少通过加热时间的长短来判断，因此要用两个相同的加热源(比如相同的酒精灯)。
2. 该实验应用了控制变量法。装水和砂石的烧杯规格要相同，要保证除了水和砂石不同之外，其他条件都相同。
3. 实验时需不停地搅拌砂石，否则受热不均匀。
经典例题1　如图所示的装置来比较水和沙子吸热本领的大小。有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
甲 乙
(1)加热过程中，用搅拌棒搅动的目的是________________；在此实验中用________表示水和沙子吸热的多少。
(2)分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量________沙子吸收的热量(选填“大于”或“小于”)。
(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，________升高的温度更高(选填“水”或“沙子”)。
(4)关于该实验的变量控制，下列说法中不正确的是________。
A. 采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)
B. 烧杯中分别装入相同体积的水和沙子
C. 使用相同的烧杯
解析：(1)加热过程中，不停地用搅拌棒搅动水和沙子，使水和沙子均匀受热；实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间的长短表示水和沙子吸热的多少。(2)因为质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水需要加热的时间比沙子长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量。(3)由表格中的数据可得：如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度高。(4)要“比较水和沙子吸热升温的特点”就要采用控制变量法，控制热源(酒精灯火焰的大小及其与烧杯底的距离)、盛装物体的容器和物体质量相同，故A、C选项正确；因为水和沙子的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的，故B选项错误。
答案：(1)使水和沙子均匀受热　酒精灯加热的　时间　(2)大于　(3)沙子　(4)B
要点二　比热容及其应用
1. 定义：在物理学中，用比热容表示物质的吸、放热性能，比热容在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(或放出)的热量。用符号c表示。比热容是物质的特性之一，不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容在同一状态下是一定的。
2. 单位：J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度。
3. 水的比热容：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示1kg水温度升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
4. 水的比热容在生活中的应用：一是根据水的比热容大这一特性，可以使一定量的水升高(或降低)一定的温度，吸收(或放出)的热量多，可用作冷却剂或用来取暖。例如柴油机中利用水来作冷却剂、暖气片中用水来作循环液等；二是利用一定量的水吸收(或放出)很多热量而自身的温度却变化不大，有利于调节气温。
经典例题2　小明阅读了下表后，得出了一些结论，其中错误的是(　　　)
几种物质的比热容c[J·(kg·℃)－1]
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
铜
0.39×105
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
水银
0.14×103
砂石
0.92×103
A. 沿海地区昼夜温差比内陆地区小
B. 同种物质在不同状态下，其比热容不同
C. 质量相等的铜块和铅块，升高相同的温度，铜块吸热多
D. 液体的比热容都比固体大
解析：由表中数据看出：由于水的比热容大于干泥土和砂石的比热容，因此使得沿海地区昼夜温差比内陆地区小；水和冰的比热容不同，说明同种物质在不同状态下，其比热容不同；铜的比热容大于铅，因此质量相等的铜块和铅块，升高相同的温度，铜块吸热多；水银的比热容小于干泥土、铜等，因此选项D是错误的。
答案：D
当 堂 检 测
1. 炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现：岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是(　　)
A. 水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低
B. 水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少
C. 石头的吸热能力强，因此石头升温快
D. 这是小明的错觉造成的，实际上岸上石头与水的温度相同
2. 如图所示为研究物质比热容的实验装置，两个相同的烧杯中分别盛有质量相等、初温相同的水和煤油，用两个相同的“热得快”对其加热，实验时为比较水和煤油吸热本领的大小，可以加热相同的时间，观察 的多少；也可以控制 相同，比较 ；在实验中“热得快”通电时间的长短反映水和煤油 的多少。
3. 水稻是喜温植物，春季育秧时，通常傍晚向秧田灌水，早晨将水放出，以防秧苗冻坏。隐含的物理知识：水的 较大，气温降低时，水 (选填“放出”或“吸收”)较多的 。(选填“温度”“内能”或“热量”)
4. 小强家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热而住在乡下，这激发了他探究产生城乡温差的原因。某星期天他请全班同学分别到选定的地点，于中午同一时刻测出各测试点的气温，以此绘制出如图所示的“温度—区域”坐标图。
(1)图中气温最低的区域是 ；
简析该区域气温低的主要原因： 。
(2)请提出一种降低市中心环境气温的方法： 。
当堂检测参考答案
1. B
2. 温度升高 升高的温度 加热时间的长短 吸收热量
3. 比热容 放出 热量