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第二节 科学探究：物质的比热容
第十二章 内能与热机
第二节 科学探究：物质的比热容
第十二章 内能与热机
新疆地区有句谚语叫做“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，你知道其中的道理吗？
请回答：
（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
（2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？
水在温度升高时吸收的热量，跟水的质量有关，和升高的温度有关 。
把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多
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。
如何通过实验来研究
根据猜想设计实验
让我们认识电加热器
探究活动
方案一：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。
方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。
根据猜想设计实验
我们就选你
研究不同物质吸收热量的能力，所要控制的因素：
1、质量相同
2、升高的温度相同
3、加热的热源要相同
如果加热方法完全相同, 就可以认为相同时间里物质吸收的热量相同
信息快递：
实验用到天平，便于取等质量的水和煤油。
用搅拌器搅拌杯中的水是为了使水温迅速均勻分布。
电热器的发热部分一定要完全浸没在水中，并且靠近烧杯的下端目的是使水形成对流，加热快水温较均匀。
用加热时间的长短来表示吸收热量的多少
各组实验数据有较大差异的原因可能是：热量散失、电加热器的规格难以保证完全相同 、烧杯中水温不均 匀、
溫度計的溫度未升至最高便读数
酒精灯
~220V
选用哪个装置作为热源
温 度 计
木 盖
大 筒
小 筒
电 热 丝
木 支 架
量 热 器
选取的理由：
低压、密封、有隔热层，能很好地减少热损失
进行实验，收集信息
我知道了!
相等质量的水和煤油吸收相等的热量后，升高的温度是不同的煤油的温度升高的比水快。
相等质量的水和煤油升高相同的温度。吸收的热量是不同的。水加热时间长，升高同样的温度，水吸收的热量多．
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是 。
相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是 。
分析得出结论
相同的
不相同的
探究活动
实验后的思考
1、水和煤油谁的吸热能力强？
2、如何科学地比较不同物质的这种特性？
实验后的思考,往往比实验本身更重要。
——牛顿
探究活动
比热容的概念
其实很简单，就是采用比较单位质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热的多少来比较它们的吸热能力。
比热容(C)──单位质量的物质温度每升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为该物质的比热容．
比热容的单位 ： J/（kg·℃）
几种物质的比热容[单位：J/（kg·℃）]
水 4.2×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢0.46×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103
铜 0.39×103
煤油 2.1×103
铝 0.88×103 水银 0.14×103
冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 铅 0.13×103
你发现了什么？
物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质的比热容是不同的；
水的比热容最大；
还与物质的状态有关，如水的比热容与冰的比热容就不相等；
一般液体的比热容较大,固体的比热容较小.
不同物质的比热容可能相同.
水的比热容是___________
它的物理意义是:___________
__________________________
4.2×103J/(kg · ℃)
一千克的水温度每升高(降低) 1℃,吸收(或放出)热量是4.2×103J
5千克的水要温度升高10 ℃,要吸收多少热量
比热容是物质的一种特性，就像密度是物质的特性一样，同种物质的比热容是一定，不随物体吸收或放出的热量多少、质量、升高或降低的温度而改变。
水吸热升温比别的物质___(快,慢)
水的吸热能力比别 的物质__(强,弱)
强
慢
质量相等的水和别的物质升高相同温度，水比它吸收的热量___.(多 , 少)
质量相等的水和别的物质吸收相同的热量，水比它升温___(快,慢)
多
慢
4 水的比热容较大应用
比一比，看谁最聪明？
1、人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是为什么？
2、沙漠昼夜温差很大，而 沿海地区昼夜温差不大，这是什么原因？
-
拉 萨
多云
10℃～23℃
西 宁
晴-多云
7℃～22℃
上 海
雷阵雨-暴雨
20℃～25℃
台 北
多云-雷阵雨
26℃～32℃
◇冬天暖手用的热水袋，里面装水的原因是什么呢？
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多，用水用冷却剂或取暖效果好。
从比热容表可以看出，各种物质，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。 由于海水的比热容大，砂石比热容小，海水与砂石比较，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。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。同理，在一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
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，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
◇三峡水库的修建大大增加了当地的水域
面积这对当地的气候有无一定的影响？
建水库前
建水库后
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！
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。
农村
城市
2、城市热岛效应
城市热岛效应原因
1、城市水泥，砂石比热容较小，升温比较明显。
2、水面少，水分蒸发吸热少。
3、汽车排放的尾气中释放出大量的热。
４、楼群林立，空气难以流动 。
二、比热表
特点：
⑴比热值的数量级——103表示。
⑵不同物质的比热一般不同。特例如：C冰=C煤油
⑶同种物质的比热不随质量、形状、温度而变化。如：一杯水和
一桶水；冷水和热水，它们的比热容相同。
⑷冰和水属于相同的物质，但其比热容不同，说明比热容与物态
有关。
⑸水的比热容较大。记住：C水=4.2×103 J/（Kg·℃）
三、应用
1.用热水取暖。
2.用水冷却汽车的发动机。
3.农村在培育秧苗时，为保证秧苗夜间不致冻坏，傍晚要往秧田
里灌水。
4.沿海与内陆的一天气候变化。
小结：
比
热
容
热量的计算
公式
如果知道某物体的质量为ｍ，比热容为ｃ和温度的变化值△t ，根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为
Ｑ=ｃｍ△
ｔ
Ｑ：物体温度变化时吸收或放出的热量；单位为J
ｃ：物质比热容 单位 J/(kg.℃)
ｍ：物体的质量 单位 kg
△ ：温度的变化值，温度升高时为ｔ2－ｔ1；温度降低时为ｔ1－ｔ2 单位 ℃
ｔ
ｔ
热平衡关系式：
Q放=Q吸
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。
质量相等，初温相同的ａ、ｂ两种液体，分别用两个完全相同的加热器加热，在加热过程中，温度随时间变化图像如图，根据图像，比较两种物质的比热容是（ ）
℃
ａ
ｂ
min
1、要把2kg温度为20 ℃的水加热到100 ℃，至少需供给多少热量？
已知：c水=4.2×103J/(kg · ℃)，m=2kg
初温t1=20 ℃，末温t2=100 ℃
求：Q吸
解：根据Ｑ=ｃｍ△t=ｃｍ（t2-t1）
Q吸= 4.2×103J/(kg · ℃) ×2kg×（100-20）℃
=6.72 × 105J
答：略
2、质量是100kg的钢锭，温度从1.3×103 ℃降到30 ℃，放出多少热量？
已知：c钢=0.46×103J/(kg · ℃)，m=100kg
初温t1= 1.3×103 ℃ ，末温t2=30 ℃
求：Q放
解：根据Ｑ=ｃｍ△t=ｃｍ（t1-t2）
Q放= 0.46×103J/(kg · ℃) ×100kg×（1300-30）℃
=5.84 × 107J
答：略
1、水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸收 J热量．如果将水倒掉一半，它的比热容将为 J／(kg。℃)
练习：
2、水的比热容是煤油比热容的两倍，若水和煤油的质量之比为1：2，吸收的热量之比为2：3，则水和煤油升高的温度之比为( )
A：3：2 B：2：3 C：4：3 D：3：4
8.4×105
4.2×103
B
3、状态一定的某物质的比热容（ ）
A跟它吸收的热量成正比
B跟它的质量成反比
C跟它的温度变化成反比
D只是物质的一种特性,只与物质本身有关
4、甲乙两种物质的质量之比为3:1,吸收相同的热量后,升高的温度比为2:3,求这两种物质的比热容的比
5、质量为2kg的水在太阳的照射下，水吸收了9.66×103J的热量，则水的温度升高多少OC？如果质量也为2kg的沙石在太阳的照射下，也吸收9.66×103J的热量，则沙石的温度会升高多少OC呢？已知c石=0.92×103J/（kg·OC）（我想通过这样的计算，你应该明白为什么，在相同的太阳照射下，沙滩上沙子的温度高，而水的温度低的缘故了吧？）
质量为500g的铝锅中装有2kg的水，把他们从15 OC加热到95 OC，一共需要吸收多少热量？（已知c水=4.2×103J/（kg·OC），c铝=0.88×103J/（kg·OC）.
质量为５kg的某种金属块，温度从20OC升高到50OC
时吸收了1.95×104J热量，这种金属块的比热容是多少？
它可能是哪种金属？
已知水的比热容是4.2×103J/（kg·OC），质量为5kg的水温度升高20 OC，吸收的热量是多少J？
若这些热量被5kg的铜块吸收，则铜块升高的温度是多少OC？（c铜=0.39×103J/（kg·OC）
质量为2kg的水，从30m的高处落下，若重力做功使机械能的50%转化为内能被水吸收，则水落下后温度升高了多少？
7.小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容积是120L，求：
（１）该水箱最多能装多少质量的水？
（２）假如热水器接受的太阳能有５０﹪转化为水的内能，则使一箱水温度从２０℃升高到７０ ℃需接受多少太阳能？
在质量为300 g的铝壶里装了1.5kg、20℃的水，问在1标准大气压下烧开这壶水需要吸收多少热量？[C铝=0.88×103 J/(kg·℃）C水=4.2×103J/(kg·℃)]
例2 已知C铜＞C铅，温度相同，质量相等的铜块和铅块，它们吸收相同热量后，将它们互相接触，则（ ）
A．热量由铜块传给铅块 B．热量由铅块传给铜块
C．铅块和铜块之间不发生热传递 D．缺少条件，无法确定
1.甲乙两种物质的质量之比为2：1，比热之比为1：2，他们吸收了相同的热量，升高的温度之比为（ ）
A、4：1 B、1：1 C1：2 D、1：4
2.甲乙两种物质，质量之比为3：1，吸收的热量之比为4：1，则他们升高的温度之比和比热之比可能是（ ）
A、2：1，2：3 B、2：5， 1：3 C、2：5，5：2 D、2：1 ， 4：3
4:质量为0.5Kg的水，温度从60℃降至40℃，会放出多少J的热量？若这些热量全部被初温为10 ℃、质量为0.7Kg的酒精吸收，则酒精的温度将上升多少℃？『c酒精=2.4 ×103J/（Kg℃ ） 』
3.某同学家中有一质量为2Kg的铝壶,能装4L的水,要把这样一壶水由10℃加热到沸腾,共需吸收多少热量 [ C铝=0.88×103J/(Kg ℃)在一标准大气压下]
