内容正文:
3.比热容
素养
目标
1.理解比热容的概念,知道比热容的单位及其物理意义。(物理观念)
2.通过比较不同物质的吸热能力,理解转换法在实验中的应用。(科学思维)
3.通过设计实验,探究不同物质的吸热能力。(科学探究)
4.利用比热容知识,解释与之有关的生活或自然现象。(科学态度与责任)
一、物体的吸热能力
1.大量的生活经验和实验说明,对同种物质的物体,吸收或放出热量的多少与物体 质量 的大小及 温度 变化的多少有关。
2.通过“比较不同物质的吸热能力”的实验探究可知,物体吸收热量的多少还与物质的 种类 有关。
二、比热容
3.物理学中常用 比热容 来描述不同物质的吸热能力,用符号c表示。质量为m的某种物质从外界吸收热量Q,温度升高了Δt,则c= ,单位是 J/(kg· ℃) 。
4.1 kg的某种物质温度降低1 ℃放出的热量和它升高1 ℃吸收的热量 相等 ,因此,比热容同样可以描述物体的 放热 能力。
5. 水 的比热容最大;水的比热容和冰的比热容 不同 (选填“相同”或“不同”),说明比热容与物质的 状态 有关。
三、热量的计算
6.如果用Q吸表示物体吸收的热量,用c表示比热容,用m表示质量,用t0表示物体原来的温度,用t表示物体后来的温度,则物体吸收热量的公式Q吸= cm(t-t0) ;物体放出热量的公式Q放= cm(t0-t) 。
【判一判】
1.烧开初温相同的一壶水比半壶水需要吸收的热量多。 ( √ )
2.两个相同的烧杯内,盛有质量相同的两种液体,它们初温都是20 ℃,都加热到50 ℃,则它们吸收的热量一定相同。 ( × )
【填一填】
3.比热容用符号 c 表示,它的单位是 J/(kg· ℃) 。比热容是物质的一种属性,不同物质的比热容一般不同。砂石的比热容为0.92×103 J/(kg·℃),其表示的物理意义是 质量为1 kg的砂石温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为0.92×103 J 。水的比热容是 4.2×103 J/(kg· ℃) 。
【算一算】
4.质量为1 kg的金属棒加热一段时间后其温度从25 ℃升高到35 ℃。求金属棒吸收的热量Q吸。[c金属=0.39×103 J/(kg· ℃)]
解:金属棒升高的温度
Δt=35 ℃-25 ℃=10 ℃,
金属棒吸收的热量
Q吸=cmΔt=0.39×103 J/(kg· ℃)×1 kg×10 ℃=3.9×103 J。
水吸收热量的多少与哪些因素有关
同学们在家中应该都烧过水或见过烧水的过程,回想烧水的过程,结合生活经验回答下列问题。
烧开一壶水和烧开半壶水,哪个加热时间长?说明什么?
答案:烧开一壶水需要的时间长,说明烧开一壶水需要吸收的热量多。
烧开一壶温水和烧开一壶热水,哪个加热时间长?说明什么?
答案:烧开一壶温水加热时间长;说明烧开一壶温水,温度需要升高得多,吸收的热量也多。
结合上面两个问题,水吸收热量的多少与什么因素有关?
答案:水吸收热量的多少,与水的质量、水升高的温度这两个因素有关。
如图所示,三个烧杯内的水都升温到100 ℃,吸收热量从多到少的顺序为 丙乙甲 。
水吸收热量的多少与质量、升高的温度有关。根据控制变量的思想,取质量相同的水,比较升高的温度;取升高温度相同的水,比较水的质量。
解析:甲、乙都加热到100 ℃,升高的温度相同,但乙的质量大,所以乙吸收的热量比甲多;乙、丙的质量相同,但丙升高到100 ℃时,温度升高得多,所以丙吸收的热量比乙多;综上所述,丙吸收的热量最多。
1.如图所示,三个相同的杯子中装有初温相同的热水(质量关系m甲=m乙>m丙),甲、乙放在室温环境中,把丙放入冰箱的冷藏室。一段时间后,三杯水放出的热量从多到少的顺序为 丙>甲>乙 。
探究不同物质的吸热能力
实验装置
(1)两个规格 相同 的烧杯。
(2)两个规格 相同 的加热器。
(3)两支温度计、一个测量时间的 停表 、一个测量物体质量的 天平 ,实验装置如图所示。
设计实验方案
方案一:取相同质量的水和铁砂,让它们升高相同的温度,比较 吸收热量 的多少。主要用到的实验方法是 控制变量法 。
方案二:取相同质量的水和铁砂,让它们吸收相同的热量,比较 升高温度 的多少。主要用到的实验方法是 控制变量法 。
比较不同物质的吸热能力
采用规格 相同 的热源对物体加热,从而通过 加热时间的长短 来判断物体吸收热量的多少,用到的实验方法是 转换法 。
实验过程及数据记录
取初温均为25 ℃的100 g水和 100 g的铁砂,用如图所示的装置加热。观察温度计的示数,当温度分别到达30 ℃、35 ℃、40 ℃时,记录加热的时间。
实验结论
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