内容正文:
第12章 机械能和内能
12.3 物质的比热容
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一、探究不同物质吸热能力的实验
(1)实验操作:
①将相等质量的沙子和水分别装入易拉罐中。
②将易拉罐放在石棉网上,用酒精灯加热并不断搅拌。
③每隔1min测量一次温度并记录数据。
(2)实验结论:
①质量相等的沙子和水,加热相同时间后,沙子升温快。
②要使质量相等的沙子和水升高相同的温度,水比沙子加热时间长,吸收热量多,水的吸热本领强。
【重点提示】
①注意控制变量法的使用,取质量相同,初温相同的水和煤油,升高相同的温度,看吸热是否相同,(以加热时间的多少来看吸热的多少)。
②相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的;相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是不同的。
二、比热容的概念
(1)定义:物理学中,将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比,叫比热容。
(2)单位:焦/(千克·摄氏度),符号J/(kg·℃),读作焦每千克摄氏度。
(3)公式:。
(4)性质:
①比热容是物质的一种物理属性;
②与物质的质量、吸放热量的多少以及温度的变化无关;
③只与物质的种类和物态有关系;
(5)物理意义:它反映了不同物质吸、放热本领的强弱;
(6)应用: 水的比热容大,可以做为散热剂,冷却剂;对机械或生物体有保护作用;调剂气候。
【重点提示】
①由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,我们用水作为冷却剂和取暖用。
②由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
三、吸放热计算公式
(1)计算公式:
①吸热公式:Q吸=
②放热公式:Q放=
③一般公式:Q=cm△t
【重点提示】
①同一公式中,各个物理量单位要统一。
②公式适用于物态 不发生变化时的情况。
③物体吸收或放出热量的多少由物体的比热容、物体的质量和物体的温度升高(或降低)的乘积决定,跟物体的温度高低无关。
【教材剖析】[课后练习]教材P47
1.任选两种物质,将它们放在太阳光下照射,看看哪种物质升温快,想想,影响升温快慢的因素有哪些?
答:物质的质量、物质的比热容。
4.质量为10kg、温度为20℃的水,吸收1.26×106J热量后,温度将升高到多少摄氏度?
解:根据Q吸=cm△t,得△t=Q吸/cm= 1.26×106J/[4.2×10³J/(kg·℃)×10kg]=30℃。
而△t=T末-T初,得T末=20℃+30℃=50℃。
答:温度将升高到50℃。
1、比热容的概念理解
(1)定义:物理学中,将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比,叫比热容。
(2)性质:
①比热容是物质的一种物理属性;
②与物质的质量、吸放热量的多少以及温度的变化无关;
③只与物质的种类和物态有关系;
(3)物理意义:它反映了不同物质吸、放热本领的强弱;
【重点提示】
比热容是反映的是一种物质吸热放热的本领,只与物质的种类和物态有关。
【例1】关于比热容,列说法正确的是( )
A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关 B.物质的比热容跟物质的温度有关
C.物质的质量越大,它的比热容越大 D.物质的比热容与温度、质量都没有关系
【例2】下表是一些物质的比热容
[单位:J/(kg·℃)]
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
约0.84×103
沙石
约0.92×103
铜
0.39×103
根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100 g水的比热容是50 g水的比热容的两倍
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂,主要是因为水的比热容较大
【常考1】比热容的应用
【例1】(2020·福建)用冷水冷却汽车发动机,主要是利用水的( )
A. 比热容大 B. 密度大 C. 凝固点低 D. 沸点高
【例2】(2020·荆门)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A. 沿海地区的气温比内陆变化小 B. 夜间,在秧田里灌水保温
C. 发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温 D. 汽车发动机用水作冷却液
【常考2】探究物质吸热升温(放热降