1.3 比 热 容 课件- 2024-2025学年物理教科版九年级上册

1. 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）不同种物质的吸热能力判断 ①选取相同质量的不同物质，升高相同的温度，加热时间越长的物质，吸热能力越强； ②选取质量相同的不同物质，使用相同的热源加热相同时间，比较它们升高温度的多少。 物体的温度升高得越少，吸热能力越强；温度升高得越多，吸热能力越弱。 1.3 比 热 容 ■考点一 物体的吸热能力 比热容 考点清单解读 2. 比热容 1.3 比 热 容 定义 如果质量为 m 的某种物质从外界吸收热量 Q，温度升高了 Δt，则 即是这种物质的比热容。 比热容用符号c 表示 单位 焦每千克摄氏度，用符号 J/（kg·℃）表示 公式 c＝ ，式中 Δt 表示升高或降低的温度 物理意义 单位质量的某种物质，温度降低（或升高）１ ℃所放出（或吸收）的热量 考点清单解读 续表 1.3 比 热 容 特点 比热容是物质本身的一种特性，是反映物质吸热能力的物理量。 只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度、形状、位置等因素无关 考点清单解读 典例 1 关于比热容，下列说法正确的是 （ ） A． 比热容的单位是焦每千克 B． 物体的质量越大，它的比热容越大 C． 比热容跟物体吸收或放出的热量有关 D． 同一种物质的状态不同比热容可能不同 1.3 比 热 容 考点清单解读 ［解题思路］ ［答案］ D 1.3 比 热 容 通过比热容的 特性来判断 比热容是物质本身的一种特性， 其大小是由物质种类和状态决定的，与是否吸放热、吸放热多少、温度、质量等因素无关，故 B、C 项错误 同一种物质的状态不同比热容可能不同，比如水和冰的比热容就不同，故 D 项正确 比热容的单位是 J/（kg·℃） 故 A 项错误 考点清单解读 方法点拨 对于物质的比热容，可以从以下两个方面理解：首先，比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系；其次，不同物质的比热容一般不同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，还可以利用物质的这种性质来鉴别物质。 1.3 比 热 容 考点清单解读 1.3 比 热 容 ■考点二 热量的计算 吸热公式 Ｑ 吸＝ｃｍΔｔ＝ｃｍ（ｔ－ｔ０） 放热公式 Ｑ 放＝ｃｍΔｔ＝ｃｍ（ｔ０－ｔ） 利用公式进行热量计算时需要注意 应注意统一各物理量的单位。如温度 ｔ 的单位用 ℃，质量 ｍ 的单位用ｋｇ，比热容 ｃ 的单位用 Ｊ/（ｋｇ·℃）， 热量的单位用 Ｊ 对有关温度的文字叙述应谨慎识别。“升高了”和“降低了”对应的是温度的变化量 Δｔ；而“升高到”和“降低到”对应的是物体的末温 ｔ 考点清单解读 1.3 比 热 容 续表 利用公式进行热量计算时需 要注意 公式只适用于物质在同种状态下吸热或放热的计算，因为物质的状态发生了改变，比热容会发生改变 计算物质的末温或初温时，公式变形容易出错，以吸热公式为例，ｔ＝ ＋ｔ０，ｔ０＝ｔ－ ，计算结果要与客观实际相符 在热传递的过程中，若不计热量损失，当两个物体的温度相同时（达到热平衡），高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，此时有热平衡方程 Q 吸=Q 放 考点清单解读 典例 2 有 0.2 kg 初温是 20 ℃的牛奶，吸收 2×104 J 的热量后，它的末温是［牛奶的比热容为 c=4×103 J/（kg·℃）］ （ ） A． 45 ℃ B． 50 ℃ C． 30 ℃ D． 100 ℃ 1.3 比 热 容 考点清单解读 ［解题思路］ ［答案］A 方法点拨 物体的温度升高时吸收的热量：Q 吸=cm（t-t0）；物体的温度降低时放出的热量：Q 放=cm（t0-t）。 物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写成：Q=cmΔt。代入数据时要注意各物理量的单位，t、t0 及Δt 的单位为℃，m 的单位为 kg，Q 的单位为 J，c 的单位为J/（kg·℃）。 1.3 比 热 容 考点清单解读 例 1 如图是 2023 年 3 月 26 日～28 日济南和青岛两地的气象信息。 由图可知：沿海城市青岛的昼夜温差较小，而内陆城市济南的昼夜温差却较大。 这主要是因为海水和沙石具有不同的 （ ） A． 温度 B． 比热容 C． 内能 D． 热量 1.3 比 热 容 ■题型一 分析生活中与比热容有关的现象 重难题型突破 ［解析］沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多。 因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石吸收相同的热量，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低得少，使得沿海地区昼夜温差小，所以沿海城市青岛的昼夜温差较小，而内陆城市济南的昼夜温差较大，故 B 项正确。 ［答案］ B 1.3 比 热 容 重难题型突破 题干深挖 关键题干是“沿海城市”“昼夜温差较小” 和“内陆城市”“昼夜温差较大”。 思路点拨 题型解法 对水的比热容大的理解：相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度变化小；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。关于水的比热容较大的应用：水可做散热剂、冷却剂，用来解释沿海地区与内陆地区之间的气候差别，城市热岛效应的原因等等。 1.3 比 热 容 重难题型突破 例 2 ［山东菏泽一模］如图，两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体，若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则在加热结束时，温度较低的液体吸收的热量 _____（选填“大于”“等于”或“小于”）温度较高的液体吸收的热量。 加热结束时温度较高的液体的比热容较 ___________，请利用相关物理公式说明你的判断依据：_____________________________________________________________________ 1.3 比 热 容 ■题型二 探究不同物质的吸热能力的实验 重难题型突破 ［解析］相同规格的电加热器相同时间内放出的热量相等，故液体吸收的热量相等；根据 Q=cmΔt 可知，在质量相同，吸收热量相同的条件下，温度变化量大的液体，比热容小。 ［答案］ 等于 小 根据吸热的公式 Q=cm（t-t0），在质量相同时、吸收相同的热量，升高温度大的物质比热容较小 1.3 比 热 容 重难题型突破 思路点拨 1.3 比 热 容 重难题型突破 题型解法 比较不同物质的吸热能力，用到的研究方法：①控制变量法，控制质量相同、吸收的热量相同，比较温度的变化量；控制质量相同，温度的变化量相同，比较加热的时间；②转换法，将吸收热量的多少转换为加热时间的长短。 1.3 比 热 容 重难题型突破 例 3 一个质量为 1.5 kg 的钢刀，加热到 440 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为 20 ℃，求： （1）这把钢刀在冷却过程中放出的热量； （2）若把这些热量给 35 ℃、1 kg 的水加热，水温升高到多少摄氏度？ （标准大气压下）［已知钢的比热容为 0.46×103 J/(kg·℃),水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)］ 1.3 比 热 容 ■题型三 热量的计算 重难题型突破 ［解］（1）钢刀放出的热量：Q 放=c 钢 m 钢 t 钢=0.46×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（440 ℃-20 ℃）=2.898×105 J； （2）由题知，水吸收的热量：Q 吸=Q 放=2.898×105 J，由 Q 吸=cm t 得： t 水= t= t 水+t0=69 ℃+35 ℃=104 ℃，因为标准大气压下水的沸点是 100 ℃，所以水温升高到 100 ℃。 1.3 比 热 容 重难题型突破 思路点拨 题型解法 解热量计算题的一般步骤： （1）根据题意判断是吸热还是放热找出相应的公式； （2）明确要求的物理量； （3）根据所给已知条件求解。 1.3 比 热 容 重难题型突破 1.3 比 热 容 ■易错点 1 对比热容的概念理解不清 例 1 由公式 c= 可知 （ ） A． 若质量增大一倍，则比热容减小一半 B． 若质量增大一倍，则比热容增大一倍 C． 比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关 D． 若放出的热量增大一倍，则比热容减小一倍 易错易混分析 1.3 比 热 容 ［解析］比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度、吸热或放热等因素均无关，故 A、B、D 项错误，C 项正确。 ［答案］ C ［易错］ A ［错因］ 误认为比热容与吸收的热量成正比，与质量成反比。 易错易混分析 1.3 比 热 容 易错警示 c= 只是比热容的定义式。 比热容由物质的种类和状态决定，与物体吸收热量的多少、质量大小、温度高低及温度改变量无关。 领悟提能 很多物理量的大小并不受其定义式中的其他物理量影响。 比如，速度的定义式是 v= ， 一辆汽车以一定的速度行驶在公路上，其速度 v 的大小并不受路程 s和时间 t 影响，而是由汽车自身决定的，比热容也是这样。 易错易混分析 1.3 比 热 容 ■易错点 2 不能正确区分温度变化用词 例 2 已知水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃），1 kg、20 ℃的水吸收了 2.1×105 J 的热量后，温度升高到 ________ ℃。 ［解析］ 由公式 Q=cm t 得： t= 50 ℃，所以 t=t0+Δt=20 ℃+50 ℃=70 ℃。 ［答案］ 70 ［易错］ 50 ［错因］ 将“升高到”看成了“升高了”。 易错易混分析 1.3 比 热 容 易错警示 “升高到”“降低到”（表示末温 t） 和“升高了”“降低了”（表示温度变化量 Δt）有很大区别。 领悟提能 一定要仔细地读题， 看清题目问的是什么， 注意识别和恰当地使用温度变化的用词。 易错易混分析 1.3 比 热 容 实验：比较不同物质的吸热能力 实验器材：两支相同的试管、酒精灯、停表、天平、温度计、水和铁砂。 实验装置图：如右图所示。 实验步骤：在两支相同的试管中分别加入初温相同、质量相 同的水和铁砂，用酒精灯分别对它们进行加热，让水和铁砂 升高相同的温度，分别记录它们加热的时间。 实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，加 热时间长的物体吸热能力强。 实验突破 1.3 比 热 容 命题点： 1. 温度计的使用及读数； 2. 实验选择水和铁砂的质量相同； 3. 实验器材的组装顺序（①__________）； 4. 选择热源（a.选择相同的热源以保证相同加热时间内释放的②______ 相同； b.酒精灯与电加热器相比，选择电加热器更好，因为电加热器是内部加热，相对稳定，酒精灯是外部加热，加热的位置、火焰情况不稳定，且散热不确定）； 实验突破 1.3 比 热 容 5. 转换法的应用（a.加热相同时间，通过观察温度的变化量来判断物体的吸热能力，温度变化大的吸热能力③_____； b.升高相同的温度，观察所需要的④________ 来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力⑤________）； 6. 实验评价与总结。 ①自下而上②热量③弱④时间⑤强 实验突破 1.3 比 热 容 命题点答案： ①自下而上 ②热量 ③弱 ④时间 ⑤强 实验突破 1.3 比 热 容 1. 为比较保温瓶的保温效果与瓶中水的多少是否有关，小明同学利用两个相同的保温瓶、温度计等进行了如下实验： （1）给两个保温瓶分别注入质量 ______的 70 ℃热水，然后将这两个保温瓶放在相同的环境中。 （2）实验时，他应该 __________________________________________________。 （3）分析实验数据，计算出每段时间水温的变化量。 若两个保温瓶的水温变化量不同，则说明保温瓶的保温效果与瓶中水的多少 _________（选填“有关”或“无关”）。 此实验所用的物理学研究方法为 __________________。 设计性实验突破 1.3 比 热 容 设计性实验突破答案： 1. (1)不同 (2)每隔相同的时间用温度计分别测出两个保温瓶内水的温度 (3)有关 控制变量法 设计性实验突破 1.3 比 热 容 自我评价（P17） 1. B 2. 第一幅图的错误是：老王灌热水。 应该灌冷水。 第二幅图的错误是：老王灌甘油。 应该灌冷水（水的比热容较大）。 3. 4.2×103 J/（kg·℃） 教材课后练习答案 1.3 比 热 容 1. 比较不同物质的吸热能力 （1）比较方法：质量相同的不同物质，吸收相同热量，比较 ________________；质量相同的不同物质， 升高相同的温度， 比较物体___________________。 （2）控制变量法：不同的物质，质量 ______，使用 _______ 酒精灯。 第 1 课时 比 热 容 课前预习/新知导引 说明：本实验认为液体每秒吸收的热量相同，所以可以通过加热时间判断液体吸收热量的多少。 （3）结论：不同物质，在质量相等，升高的温度相同时，吸收的热量 ______。 1.3 比 热 容 课前预习/新知导引 2. 比热容：质量为 m 的某种物质从外界吸收热量 Q，温度升高了 Δt，则 ______ 即是这种物质的比热容，用符号 _____ 表示，单位是焦每千克摄氏度，符号为 _________。 注意：比热容反映的是物质吸、放热的能力，是物质本身的一种特性， 与物体吸收的热量多少、温度高低及温度变化、物体的质量等无关。 但同一种物质的状态不同，比热容也可以不同，如水和冰。 1.3 比 热 容 课前预习/新知导引 1. 如图所示，某同学在两只相同的烧杯里装入质量相等的水、食用油，比较它们的吸热情况。 （1）为了便于比较，实验中要求两烧杯中放入_______ 的电加热器，使水和食用油升高相同温度，通过比较 ________ 来比较水和食用油吸热能力的强弱，这种解决物理问题的方法称之为 _______。 1.3 比 热 容 ■考点 1 比较不同物质的吸热能力 考点集训/夯实基础 （2）实验结果表明：不同物质，在 _____、 _____相同时，吸收的热量不同。 1.3 比 热 容 考点集训/夯实基础 2. 关于比热容，下列说法正确的是 （ ） A． 物质的比热容跟温度有关 B． 物质的比热容跟该物质吸热多少有关 C． 物质的比热容跟该物质放热多少有关 D． 物质的比热容是物质本身的一种特性 1.3 比 热 容 ■考点 2 比 热 容 考点集训/夯实基础 3. 下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（ ） A． 把铜块放在热水中再取出 B． 把煤块碾成煤屑 C． 把铁屑熔化后铸成铁块 D． 水凝固成冰 1.3 比 热 容 考点集训/夯实基础 1.3 比 热 容 1. 水的比热容特点及应用 （1）水的比热容大，升高（或降低）相同的温度，吸热（或放热）_______。 所以发动机用水冷却、暖气用水作媒介。 （2）水的比热容大，相同条件下温度变化_______，海边的昼夜温差比沙漠中的小。 注意：相同质量的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。 第 2 课时 比热容的利用与热量计算 课前预习/新知导引 2. 热量的计算 （1）物体的吸热公式：Q 吸=__________。 （2）物体的放热公式：Q 放=__________。 （3）式中 Q 吸表示物体吸收的热量，Q 放表示物体放出的热量，c 表示物质的比热容，m 表示物体的质量，t 表示物体的末温，t0 表示物体的初温。在热传递过程中，不计热量损失时，物体放出的热量 Q 放 _____（选填“大于”“小于”或“等于”）另一物体吸收的热量Q 吸。 注意：“升高了”不同于“升高到”，“升高了”代表的是温度的变化量，而“升高到”代表的是末温；同样“， 降低了”也不等同于“降低到”。 1.3 比 热 容 课前预习/新知导引 1. 济南和青岛是山东省半岛城市群区域发展的双中心。 海滨城市青岛的昼夜温差较小，而济南的昼夜温差较大，主要因为 （ ） A． 海水的比热容小，砂石比热容大 B． 海水的内能多，砂石的内能少 C． 海水的比热容大，砂石的比热容小 D． 海水的内能少，砂石的内能多 1.3 比 热 容 ■考点 1 水的比热容特点及应用 考点集训/夯实基础 2.（教材 P17，T1 改编）水稻是喜温作物，早春时育秧，为防止霜冻对秧苗的冻害，农民伯伯所采用的方法通常是 （ ） A. 傍晚时向秧田灌水，第二天太阳升起时把水放掉 B. 早晨太阳升起时向秧田里灌水，傍晚时将秧田里的水放掉 C. 始终让秧苗淹没于水中 D. 保持泥土湿润 1.3 比 热 容 考点集训/夯实基础 3. 把质量为 10 kg，温度为 20 ℃的水加热到 100 ℃，水吸收的热量是［c 水＝4.2×103 J/（kg·℃）］（ ） A． 3.36×106 J B． 5.04×105 J C． 4.2×106 J D． 8.4×105 J 4.（教材 P17，T3 改编）某人将质量为 2 kg 的某种液体，从 100 ℃ 冷却到 20 ℃，测得其放出的热量为 6.56×105 J，他算出该液体的比热容为（ ） A. 4.2×103 J/（kg·℃） B. 4.1×103 J/（kg·℃） C. 4.18×103 J/（kg·℃） D. 4.2 J/（kg·℃） 1.3 比 热 容 ■考点 2 热量的计算 考点集训/夯实基础 第一章 分子动理论与内能 1.（1）物体升高的温度 吸收热量的多少 （2）相同 同一 （3）不同 2. c J/（kg·℃） 1.3 比 热 容 第 1 课时 比 热 容 课前预习/新知导引 1.（1）相同规格 加热时间 转换法 （2）质量 升高温度 2. D 提示：比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，与物体的质量、温度变化和吸收（放出）热量的多少均无关。 3. D 提示：比热容是物质的一种特性，与物质的形状、温度无关。 把水凝固成冰，物质的状态变了，其比热容会发生变化。 第一章 分子动理论与内能 考点集训/夯实基础 第一章 分子动理论与内能 1.（1）多 （2）小 2.（1）cm（t-t0） （2）cm（t0-t） （3）等于 第 2 课时 比热容的利用与热量计算 课前预习/新知导引 1. C 提示：沿海地区水多；内陆地区水少、砂石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和砂石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜温差小，所以海滨城市青岛的昼夜温差较小，而济南的昼夜温差较大。 2. A 提示：水稻是喜温作物，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法， 即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。 根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。 第一章 分子动理论与内能 考点集训/夯实基础 3. A 提示：水吸收的热量： Q 吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×10 kg×（100 ℃-20 ℃）=3.36×106 J。 4. B 提示：因为 Q=cmΔt，所以该液体的比热容为 c= 4.1×103 J/（kg·℃）。 第一章 分子动理论与内能 考点集训/夯实基础 $$