内容正文:
第十三章 内能
比热容
第3节
第1课时
观察与思考
某一天我国几个城市的气温情况
海口
23~27℃
福州
25~30℃
香港
25~29℃
乌鲁木齐
7~32℃
拉萨
8~25℃
思考:你发现什么规律了吗?
新课导入
衔接:同学们都知道,我们国家幅员辽阔,在这广大的国土面积中,有着许许多多各有特色的城市,这些城市的气温也各有不同,现在老师给大家呈现了某一天我国几个城市的气温情况,大家看看该城市的最高温度和最低温度,你有发现什么规律吗?
为什么内陆城市的昼夜温差比沿海城市的昼夜温差大呢?通过今天的学习我们就知道了。让我们进入今天的学习“比热容”。
一、比热容
思考:家里来客人了,怎样能让客人快速喝上开水呢?
方法1:烧半壶水;因为烧一壶水吸收的热量要多一些。
方法2:用温水烧开;因为把冷水烧开吸收的热量要多一些。
影响物质吸热的因素有质量、升高的温度。
新课探究
衔接:首先我们先分析一下这些城市的周边环境,内陆城市周边是土与石头这些物质,沿海城市周边是海水,我们看到的是它们周边的物质是不同的,难道是这些物质影响到了城市的温差情况吗?那么我们就要比较一下这些物质的吸热情况。
怎么比较呢?我拿一大堆土石和一小杯水比较行不行?(不行)看来我们要先保证它们的某些因素相同才好比较。
请同学们想象这么一个场景。(场景设置与描述)
延伸出小问题,能不能烧一满壶的水(太慢不行),这说明烧一壶水要的热量要多一些还是少一些?(多一些)
妈妈发现家里还有温水和凉水,用哪个烧会快一些?(温水)这说明把凉水烧开的热量要多一些还是少一些?(少一些)
明确了这些之后我们今天以水和油为例,来比较一下不同物质的吸热情况。
1.比较不同物质吸热的情况
提出问题:
实验器材:
水、食用油、玻璃杯、温度计、相同规格的电加热器、计时器。
不同物质吸热的情况是怎样的?
新课探究
衔接:今天我们就来比较一下不同物质吸热的情况。
设计实验:
实验中,应控制哪些物理量不变?
质量、升高的温度。
如何知道哪种物质吸热比较多?
加热时间的长短。
控制变量法
转换法
新课探究
衔接:提出上述问题。
第二个问题进行引导,刚才烧水的情景中,你们是怎么知道烧一壶水吸收的热量要多一些的(加热的时间比较长)。
(1)取一定质量的水和食用油装入两容器中,安装好实验器材。
(2)记录液体加热前的温度。
(3)给电加热器通电,记录油和水分别升高相同的温度,所用的时间。
进行实验:
新课探究
结果展示:
实验结论:
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。
物质 水(100g) 油(100g)
升高的温度/℃ 5 10 15 20 5 10 15 20
吸热时间/S
新课探究
衔接:有没有小组来分享一下自己小组的实验结果?
大家从这个表格中发现了什么规律吗?(根据实际情况设计表格)
吸热时间/S
升高的温度/℃
0
100g水、油受热“吸热时间—升温”关系图
水
油
思考:你从图中得出了什么?
新课探究
衔接:现在请大家试着以吸热时间为纵左边,升高的温度为横坐标,描绘出吸热时间-升温关系图。
从图像中我们又能得到什么呢?
答:一定质量的物质所吸收的热量与它升高的温度的比值是一个定值。这个比值就代表物质的吸热能力,不同的物质吸热能力不同。
为了描述物质的这种吸热能力,我们在物理学中引入了比热容这个物理量。
2.比热容
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
定义:
符号:
单位:
焦耳每千克摄氏度,J/(kg·℃)
数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收的热量。
说明:
(容纳热量的能力)
c
新课探究
衔接:我们一起来看一下比热容是什么?
表示不同物质的吸热(放热)本领的物理量。比热容越大,越不容易改变它的温度。
活动:找到水的比热容,并说出它表示的物理意义。
表示1kg的水,温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
思考:你能说出为什么刚才实验中油升温快吗?
新课探究
衔接:可以让说出某一物质的比热容的物理意义。接着提问解释刚才的实验现象。
关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量越多,比热容越大
B.物体的比热容与它的质量、温度、吸收或放出热量的多少无关
C.把一块铁块分成两块,大的那块的比热容大
D.物体的温度越高,比热容越大
B
例题
新课探究
火焰山,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。
火焰山的温度计
沙子的比热容较小,在吸放热时,温度变化较大。故而白天与晚上温差较大。
3.比热容的应用
这是为什么呢?
新课探究
衔接:我们可以利用比热容的知识解释生活中的一些问题。同