内容正文:
第三节 探究——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特性.
2.尝试用比热容解释简单的自然现象.
3.会进行简单的吸放、热计算.
一、探究物质的比热容
停表(或手表)
控制变量
实验
装置图
实验需要的
测量器材 温度计、 、托盘天平
实验方法 法
质量
升高的温度
相同
种类
实验要求 (1)要探究物体吸收热量的多少与物质的种类是否有关,需要控制 和 相同.
(2)要求电加热器和烧杯的规格
实验结论 质量相同,升高相同温度的不同物质吸收热量的多少与物质的 有关
二、比热容
1.定义:某种物质温度升高(或降低)所 与物质的
的比值,叫作这种物质的比热容.
【注意】 比热容是物质的一种特性,同种物质状态不变时,比热容不变.
2.单位
(1)国际单位: .
(2)常用单位:J/(kg·℃),读作 .
3.公式: .
4.水的比热容比较 ,其值为 J/(kg·℃).
吸收(或放出)的热量
质量和温度变化量乘积
J/( kg·K)
焦每千克摄氏度
大
4.2×103
物质的比热容
想一想:实验中为什么要求选用同种规格的电热器?
答案:为了保证两个电热器在相同的时间内放出同等多的热量.
议一议:实验时为什么要不断地摇动搅拌器?
答案:摇动搅拌器可以使杯中液体受热均匀.
思考:实验中两只烧杯为什么分别装入等质量的水和煤油?
答案:装入相同质量的水和煤油的目的是研究物质吸热情况与物质种类的关系.此处用的是控制变量法.
(1)实验中所用的水和煤油的质量相同,由于两者密度不同,所以它们体积不同.
(2)电加热器要放在玻璃杯底部,以使整杯水受热均匀.
(3)温度计的玻璃泡不能碰到电加热器或容器底、侧壁.
【典例1】 (2017福建)利用图(甲)所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”.操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;
质量
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图(乙)所示,其示数为 ℃.根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图(丙)所示;
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(3)实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水所吸收的热量;
(4)分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多,由此可见, 的比热容较大.
加热时间
沙子
水
水
比热容及其应用
填一填:由实验知道,不同物质的吸热能力不同,为了描述这一不同引入了物理量 .
比热容
做一做:水的比热容较 ,冰和水的比热容 ,说明了同种物质状态不同,比热容 .
大
不相同
不同
议一议:为什么用水作为发动机的冷却剂?
答案:水的比热容较大,质量相同时,升高相同的温度可以吸收更多的热量,冷却效果较好.
【典例2】 (2017自贡)关于物质的比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
B.同种物质质量越大比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以比较适合作冷却剂
D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变
C
对比热容的理解
(1)比热容是物质的一种属性.同种物质在同种状态下,比热容不随其形状、质量、温度高低、放置地点的改变而改变.
(2)同一物质的比热容随状态的改变而改变.
(3)不同物质的比热容一般不同.
热量的计算
判一判:对于比热容的定义,得到公式c= 及其推导公式Q吸=cm(t-t0).下列说法是否正确.
(1)物体吸收的热量越多,比热容也越大.( )
(2)物体的质量越大,比热容越小.( )
(3)物体温度升高越多,比热容越小.( )
(4)在Q吸和m一定的情况下,c与(t-t0)成反比.( )
(5)c与Q吸、m和(t-t0)无关,它反映物质的一种性质.( )
×
×
×
×
√
【典例3】 一定质量的水从30 ℃升高到80 ℃,吸收了4.2×103 J的热量,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)方式改变了水的内能,求水的质量是多少千克?[已知水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解析:(1)水在升温过程中吸收了热量,是通过热传递的方式增加了水的内能;