第10章 3、探究——物质的比热容（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年九年级物理全一册同步备课（北师大版）

第2课时 第十章 机械能、内能及其转化 扫码获取更多资源 优翼理综学科号 三、探究——物质的比热容 比热容的计算和应用 炎热夏季的一天傍晚，甲、乙两人在湖边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到湖中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？ 会进行简单的热量计算。 02 能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 01 学习目标 1 比热容的应用 这是为什么呢？ 吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又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，空调都不用开 。 火焰山的温度计 沙子的比热容较小，在吸放热相同时，温度变化较快。故而白天与晚上温差较大。 利用比热容解释现象 谈起夏日海风，你知道白天风是从哪里吹向哪里？夜晚呢？ 水的比热容比泥土沙石的大，白天太阳照射时，海面温度上升得慢，陆地温度上升得快，陆地上方的热空气上升，海面上的冷空气补充，所以白天风从海面吹向陆地。 夜晚海面温度下降较慢，陆地温度下降较快，海面上的热空气上升，陆地上的冷空气补充，所以夜晚风是从陆地吹向海面。 钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？ 种草种树，增加水蒸气蒸腾 修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温 　　1．（多选）以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ） 　　A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 　　B．生活中往往用热水取暖 　　C．夏天洒水降温 　　D．滩涂湿地温差小 A B D 练一练 2．如图，水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？ 夜晚降温时，由于水比热容较大，放出一定热量时，温度降低得少，对秧苗起了保温作用。 2 比热容的计算 1kg 2kg 1℃ 2kg 1℃ 2℃ 4.2×103J 2 × 4.2×103J 2 × 2 × 4.2×103J 质量 温度变化 吸收热量 质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃，要吸收（或放出）4.2×103J的热量。 水的比热容的物理意义： 比热容的计算 Q吸= cm(t-t0) 如果知道有m kg水，加热前初始温度为t0 ℃，加热后温度为t ℃，那么它吸收了多少热量呢？ 如果水放出热量呢？ Q放= cm(t0-t) 要把2kg的水从20℃加热到100℃，至少需供给多少热量？ 已知：c=4.2×103J/（kg·℃），m=2kg， t0=20℃，t=100℃。 求：Q吸。 解：Q吸=cm（t-t0） =4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃） =6.72×105J。 例题 解： 1．一个质量为250 g的钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，这个钢件在冷却过程中放出多少热量?【钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃) 】 Q放 = cm(t0-t) 　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃) =6.21×104 J。 练一练 2．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到多少℃？ 解：由Q吸＝cm△t 可知水吸热后升高的温度： △t＝ ＝ ＝25℃， 由△t＝（t﹣t0）得水的末温： t＝△t+t0＝25℃+30℃＝55℃。 Q吸 cm 2.1×105J 4.2×103J/(kg·℃)×2kg 注意：升高的温度△t和升高到的温度t有区别 3．如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图像，前10min它吸收的热量是7.2×103J。求该物质的比热容。 解：由图像可知，该物质10min升高温度： △t＝50℃﹣20℃＝30℃， 由Q吸＝cm△t 得，该物质的比热容： c＝ ＝ ＝2.4×103J/（kg•℃）。 Q吸 m△t 7.2×103J 0.1kg×30℃ 课堂小结 比热容的应用和计算 比热容的计算 其他物质比热容的应用 比热容的应用 水的比热容的应用 公式 求热量 求质量 求比热容 1．水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸收 J热量。如果将水倒掉一半，它的比热容将为 J／(kg·℃) 。 8.4×105 4.2×103 随堂练习 2．水的比热容是煤油比热容的两倍，若水和煤油的质量之比为1﹕2，吸收的热量之比为2﹕3，则水和煤油升高的温度之比为( ) A．3﹕2 B．2﹕3 C．4﹕3 D．3﹕4 B 3．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁<c 铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们吸收的热量（　 ） A．铁块和铝块吸收的热量一样多　 B．铝块比铁块吸收的热量多 C．铁块比铝块吸收的热量多　 D．条件不足，无法确定 B 4．小刚在家拿一个金属球玩耍时，突然想这可能是什么金属呢？现已测出该金属球的质量为100g，当它温度升高了50℃时需吸收2.3×103J的热量，你能否帮小刚得出这种金属的比热容是多少？通过查表可知是哪种金属？ 解：由Q＝cm△t得金属的比热容： c＝ ＝ ＝0.46×103J/（kg•℃） 根据表格可查出与铁的比热容相同，可能是铁。 Q吸 m△t 2.3×103J 0.1kg×50℃ $$null 第1课时 第十章 机械能、内能及其转化 扫码获取更多资源 优翼理综学科号 探究物质的比热容 三、探究——物质的比热容 在非洲的撒哈拉大沙漠里，午后的气温常升到50℃以上，地表气温更是能够达到70℃－80℃，在铁锹上打上一个生鸡蛋，不到5分钟就能煎熟。但是到了夜晚却很凉爽，气温常会降到20℃以下!你知道这是为什么吗？ 观察与思考 了解比热容的概念；知道比热容是物质的一种特性。 02 能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 01 03 应用水的比热容大的知识来解释自然现象、解决实际问题。 学习目标 1 探究物质的吸放热能力 1．烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？ 物体吸收热量的多少与哪些因素有关呢？ 2．将一壶水烧开与烧成温水吸收的热量一样多吗？ 质量和升高的温度 比较不同物质的吸热本领 是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量就相等呢？ 物体吸收热量的多少是否还跟其他因素有关？ 物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关。 猜想与假设 比什么？拿谁比？怎么比？ 怎么知道哪种物质吸收热量多？ 要记录哪些数据？ 设计实验 实验装置： 相同规格加热器 温度计 实验方案一：用相同质量的两种物质（如食用油和水），让它们升高相同的温度，比较加热时间。 数据记录表格（方案一） 物质的种类 水 食用油或（沙子） 升高的温度（℃） 加热的时间（min） 进行实验 等质量的水和食用油，升高相同温度，水比食用油吸收热量多（水需要的加热时间更长）。 由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。 分析现象： 实验方案二：用相同质量的两种物质，给它们加热相同时间，比较温度升高的多少（实验装置上图同样适用）。 数据记录表格（方案二） 物质的种类 水 食用油或（沙子） 加热的时间（min） 升高的温度（℃） 等质量的水和食用油，吸收相同的热量（加热相同的时间），水温度变化小，食用油温度变化大。 由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。 分析现象： 演示：探究不同物质吸热能力 2 比 热 容 一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。 定 义 符 号 单 位 c 焦每千克摄氏度，J/(kg·℃) （常用单位） 比热容是反映物质自身性质的物理量，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（或放出）的热量。 比热容 特 性 焦每千克开，J/(kg·K) （国际单位制中） c 油= 1.97×103 J/(kg·℃) 尝试说出水的比热容的物理意义： 1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。 认识比热容 c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃) 比热容表 水 4.2×103 煤油 2.1×103 玻璃 0.84×103 水银 0.14×103 酒精 2.4×103 蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103 铅 0.13×103 木材 约2.4×103 砂石 0.92×103 钢铁 0.46×103 冰 2.1×103 铝 0.88×103 铜 0.39×103 J/(kg·K) 关于比热容，下面几种认识对不对？ A．1 kg砂石，温度升高1 ℃，大概要吸收920 J的热量 B．液体的比热容都比固体大 C．同一种物质，比热容是相同的 D．比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质 例题 如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同种液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图像如图所示，下列说法正确的是（ 　　） A．加热t1时间，甲吸收热量多 B．甲的比热容大 C．甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多 D．吸收相同的热量，甲升温比乙多 D 练一练 如图是用相同的加热装置对a、b两种物质加热时（不计热量损失），它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是（　 　） A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变 B．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 C．若a、b质量相等，则a的比热容小于b的比热容 D．若a、b是同种物质，则a的质量大于b的质量 C 课堂小结 比热容 比热容 实验结论 探究物质吸热能力 实验过程 物理意义 定义 单位 特性 1．烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（ ） A．质量 B．密度 C．比热容 D．沸点 A 随堂练习 2．冰变成水的过程中，下列说法正确的是（　　） A．内能不变 B．比热容变大 C．内能由零逐渐增大 D．一定是热传递改变了内能 B 3．如图所示，用相同规格的电加热器给初温均为60℃的甲、乙液体加热（m甲＞m乙）至沸腾。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，这两种液体的温度﹣加热时间的图线如图2所示。则下列说法正确的是（　　） A．甲液体的比热容比乙液体的小 B．甲液体第90s的内能等于第120s的内能 C．液体的沸点与质量有关 D．加热到3min，甲液体吸收热量更多 A $$