13.2 科学探究：物质的比热容 课件--2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十三章 内能与热机 第2节 科学探究：物质的比热容 24007 烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却凉爽舒适；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却暖暖的。 新知导入 新课导入 24007 1.会运用控制变量法结合转换法设计和进行实验，能积极与他人交流探究结论，并能对数据进行初步评价。 2.理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 3.会查比热容表，能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。知道水的比热容大这一特点在生活中的一些应用。5 学习目标 24007 提出问题： 某种物质升温时吸收热量的多少可能与哪些因素有关，有怎样的关系呢？ 一、探究物质吸热或放热规律 新知学习 24007 生活事例： 1.烧开一壶水和烧开半壶水需要的热量一样多吗？ 2.把一壶水烧开和烧成温水需要的热量一样多吗？ 小结： 对于同种物质（如水），水吸收的热量与水的质量（m）和升高的温度（Δt）有关； 质量越大，吸收的热量越多； 温度升高的度数越多，吸收的热量越多。 24007 5 思考：物体吸收热量除了跟物体的质量和温度的变化有关，还跟哪些因素有关？ 使相同质量的铜和铁升高相同温度，需要的热量相同吗？ 使它们升高相同的温度，吸收的热量一样多吗？ 铜块 铁块 24007 实验探究 实验目的： 探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同。 设计实验与制定计划： 取质量相等的水和煤油，用相同的热源加热，采用控制变量法，即在升高相同温度的情况下，比较加热时间的长短，在加热相同时间的情况下，比较升高的温度大小。 24007 7 实验器材： 两只相同的酒精灯(或电加热器)、两只相同的烧杯、质量相同的水和煤油、两支温度计、两只搅拌器、两个铁架台、秒表、火柴。 24007 实验步骤： 点击图片播放实验视频 24007 实验数据： 液体名称 液体质量 m/g 液体初温 t1/℃ 液体末温 t2/℃ 加热时间 t/min 液体吸热情况“多”或“少” 水 300 20 30 12.3 多 水 150 20 30 6.2 多 煤油 300 20 30 6.1 少 煤油 300 20 25 3.1 少 分析与论证： 用相同的热源，给质量相同的水和煤油加热，升高相同的温度，水需要的加热时间比煤油长，表明水吸收的热量多,水的吸热能力强，即不同的物质吸热本领不同。 24007 小结 物体吸收的热量不仅与物体的质量、物体温度的变化有关，还与物质的种类有关。吸热（放热）能力是物质的一种特性。 如何科学地比较不同物质的这种特性呢？ 24007 1. 比热容 比热容的大小等于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（或降低）温度的乘积之比。 想一想 通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那么应该怎样比较不同物质的吸热能力？ 科学家对以上现象进行了详细研究，并由此揭示出物质的一种特性，这种特性被称为比热容。 2. 单位 比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。如水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。读作4.2×103焦耳每千克摄氏度. 二、物质的比热容 24007 3. 比热容的计算公式 当物体温度升高时，比热容的计算公式为 当物体温度降低时，比热容的计算公式为 Q 表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J） m 表示物体的质量，单位是千克（kg） t1 表示物体的初温度，t2 表示物体的末温度，单位是摄氏度（℃） 4. 物理意义 反映了在条件相同的情况下，物质吸收或放出热量的能力。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J. 24007 5. 理解比热容 （1）比热容表 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 水　 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢　 0.46×103 冰 2.1×103 铜　　 0.39×103 蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103 砂石 0.92×103 铅 0.13×103 由比热容表可知，物质不同，比热容也不同。可见比热容是物质的特性之一，因此可以利用比热容进行物质的鉴定。 24007 （2）比热容反映了不同物质吸热（放热）本领的不同，比热容大的吸热（放热）本领大。 （3）比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。 同种物质，状态不同其比热容不同，例如水的比热容是冰的比热容的2倍。除此之外与其他一切因素都没有关系。在处理相关问题时，不要受干扰因素的影响而做出错误的判断。 c水=4.2×103J/（kg·℃） c冰=2.1×103J/（kg·℃） 24007 6. 水的比热容 （1）特点：水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象及应用 ①沙漠地区昼夜温差很大，而沿海地区昼夜温差不大。这是什么原因呢？ 相同质量的海水和沙石，经过相同时间的日照，吸收的热量相同，由于海水的比热容大于沙石的比热容，则海水的温度变化比沙石的温度变化要小；所以沿海地区昼夜温差小，而沙漠地区昼夜温差大。 24007 ②水比热容大的特点在生产、生活中的利用 如用水取暖；汽车发动机在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 北方冬天暖气片里流动的是水 发动机中的水循环 24007 ③为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。 修建人工湖，利用水的 吸热本领强，来调节气温 24007 视频讲解——《比热容在生活中的应用》 24007 比热容 科学探究：物质的比热容 热量的计算 物质吸热或放热规律 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相等； 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。 ①物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 ② 定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量 与它的质量和升高温度乘积之比，叫这种物质的比热容。 ③ 公式： C ④ 单位：J/（kg·℃） ⑤比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 ⑥水的比热容的特点与应用. ①影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。 ②吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt ③放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 课堂小结 24007 1.由可知，关于相同状态下同一物质的比热容 ，下列 说法正确的是( ) D A. 若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B. 若质量增大一倍，则比热容减小一半 C. 若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D. 无论质量多大，比热容都不变 随堂练习 知识要点分类练 24007 21 2.对一铁块进行加热，使它的温度升高（铁块未熔化），下 列说法中正确的是( ) A A. 铁块的内能增大，比热容不变 B. 铁块的内能增大，比热容增大 C. 铁块的内能增大，密度增大 D. 铁块的内能不变，热量增加 规律方法综合练 24007 22 3.水的比热容为 ，表示的物理意义是__ ________________________________________________________________。 若将 的水倒掉一半，则剩余水的比热容是__________ ；水结 冰后它的比热容将______（选填“改变”或“不变”）。 的水温度每升高（或降低）吸收（或放出）的热量为 改变 知识要点分类练 24007 23 4.城市中修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调节其周 围环境的气温。这是由于水的________较大，在同样受热或冷却的情 况下，温度变化____（选填“大”或“小”）。 比热容 小 知识要点分类练 24007 24 5.质量为的水温度从升高到 吸收的热量为__________。 质量为的酒精温度从降低到 放出的热量为__________。 知识要点分类练 24007 25 6.为了比较水和煤油的吸热能力，江涛用两个相同的装置做了如图所 示的实验。 （1）在两个相同的烧杯中应加入_______相同、______相同的水和煤油； 质量 初温 控制变量法 此时实验采用的物理方法是____________。 知识要点分类练 24007 26 （2）实验中搅拌器的作用：使液体__________。 （3）选用相同酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内________________。 （4）本实验通过______________判断物质吸收热量的多少，此时采用的物理 方法是________。 均匀受热 吸收相等的热量 加热时间长短 转换法 知识要点分类练 24007 27 （5）江涛的实验数据记录如下表，通过实验数据发现加热相同时间，煤油的 温度比水的温度升高得____（选填“快”或“慢”），这表明____的吸热本领更强。 加热时间/ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 温度/ 煤油 20 23 27 31 36 41 水 20 21 23 25 27.5 30 快 水 知识要点分类练 24007 28 （6）分析实验数据还发现，在此实验中，如果要使水和煤油的最终温度 相同，就要给____加热更长的时间，水吸收的热量______（选填“大于” “小于”或“等于”）煤油吸收的热量，同样可以表明____的吸热本领更强。 水 大于 水 （7）物理学中用________（填物理量）来反映物质吸热能力强弱的特性。 比热容 知识要点分类练 24007 29 Lavf54.63.104 $$