内容正文:
第3节 比热容
素养目标
1. 了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。根据比热容的含义,会计算物体吸收或放出热量的多少。 (物理观念)
2. 通过探究,比较不同物质的吸热能力。 (科学探究)
3. 尝试用比热容解释简单的自然现象。(物理思维)
4. 通过探究性学习活动,培养动脑筋、想办法,解决问题的能力。(科学态度与责任)
一、比热容
1. 不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量 不同 。
2. 定义: 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。
3. 单位: J/(kg·℃) ,读作: 焦每千克摄氏度 。
4. 性质:它是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般 不同 。
5. 水的比热容
(1)大小: 4.2×103 J/(kg·℃) 。
(2)应用:水的比热容 较大 ,可以调节气候,作为“暖气”的介质。
二、热量的计算
6. 通用公式:Q= cmΔt ,其中Q 表示热量,c表示比热容,m表示质量,Δt表示温差。
7. 吸收热量的公式是Q吸 =cm(t-t0);放出热量的公式是Q放 =cm(t0-t),其中,t0是指物体的 初温 ,t是指物体的 末温 。两个公式的适用条件:凡是温度 升高 的物体,都要吸收热量,要用Q吸的公式计算;凡是温度 降低 的物体,都要 放出 热量,要用Q放的公式计算。
【判一判】
1. 比热容是物质自身的性质之一,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,比热容大的物质吸、放热本领强,比热容小的物质吸、放热本领弱。 ( √ )
2. 同一物质的比热容不随状态的改变而改变。 ( × )
3. 生产生活中常利用水作发动机的冷却剂,这是因为一定质量的水升高一定的温度比其他同样质量的物质升高同样的温度吸收的热量多。 ( √ )
【填一填】
4. 酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃),其物理意义是 质量为1_kg的酒精温度升高(或降低)1 ℃时所吸收(或放出)的热量为2.4×103 J ;一杯酒精倒去一半,剩下酒精的比热容将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5. 用如图所示的两个相同装置,同时给质量相同的水和铁砂加热,升温较慢的物质是 水 ,因为它的 比热容 较大。
比热容
在海边,中午的时候沙子很烫,海水很凉;傍晚的时候,沙子凉了,海水却很暖和。这是为什么?
在探究不同物质的吸热能力的实验中,如何比较不同物质的吸热能力?
答案:(1)质量相同的不同物质吸收相同的热量,比较温度变化;(2)质量相同的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量。
做此实验需要利用的物理方法有哪些?
答案:控制变量法和转换法。
水和冰的比热容相同吗?由此得出同一种物质在不同状态时的比热容是否相同?
答案:水和冰的比热容不同;同一种物质在不同状态时的比热容不同。
固体的比热容都比液体的小吗?举例说明。
答案:不一定,如铝的比热容大于水银的比热容。
“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”,你能说出其中的道理吗?
答案:沙漠地区缺水,而沙石的比热容较小,吸收相同的热量时温度变化较大。
冬季取暖时为什么用水作工作物质?
答案:由于水的比热容较大,一定质量的水和其他物质相比,升高(或降低)相同的温度吸收(或放出)的热量较多。
关于比热容,下列说法正确的是( D )
A. 物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B. 物体的比热容跟物体的温度有关
C. 物体的质量越大,它的比热容就越大
D. 物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
比热容是反映物质吸(放)热能力的物理量,其特点是在相同条件下,(比热)容大吸热升温慢;(比热)容小吸热升温快。
解析:比热容是物质的一种性质,与质量、温度及温度的变化、吸收或放出热量的多少均无关,但与物质的种类有关。因此D正确。
1. 牛奶的比热容是2.5×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是 质量为1 kg的牛奶温度升高(或降低)1 ℃时吸收(或放出)的热量为2.5×103 J 。
热量的计算
已知铝的比热容是0.88×103 J/(kg·℃),这表示质量为1 kg的铝块温度升高1 ℃时吸收的热量是0.88×103 J。
推导一:质量为2 kg的铝块温度升高1 ℃时吸收的热量Q铝= 0.88×103×2×1 J= 1.76×103 J。
推导二:质量为2 kg的铝块温度从30 ℃升高到100 ℃时,即温度升高了70 ℃,吸收的热量Q=70Q铝= 70×1.76×103 J= 1.232×105 J。
计算物体吸收热量的公式:吸收的热量=物体的比热容×物体的质量×升高的温度,用字母表示为Q吸= cm(t-t0) 。
在温度变化过程中,经常提到“升高”“升高了”“升高到”“降低”“降低了”“降低到