13.2 科学探究：物质的比热容 课件 2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

科学探究：物体的比热容 13.2 沪科版 九年级全一册 第十三章 内能与热机 把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是______℃，沸腾过程的特点是________________；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是________J。[c水＝4.2×103 J/(kg•℃)] 夯实基础·逐点练 1 98 吸热但温度不变 1.26×105 2 夯实基础·逐点练 【点拨】 由图可知，水沸腾时，不断吸收热量，保持98 ℃不变，所以98 ℃是水的沸点。水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg•℃)×1 kg×(90 ℃－60 ℃)＝1.26×105 J。 3 在冬天为了使房间里保持一定的温度，每小时需要供给房间4.2×106 J的热量。若进入散热器的水的温度是80 ℃，从散热器流出的水的温度是72 ℃，问每小时要供给散热器多少80 ℃的水？[水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)] 2 夯实基础·逐点练 B 夯实基础·逐点练 沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小。初温为20 ℃、质量为50 kg的砂石吸收3.6×106 J的热量后，温度升高到____________℃。[砂石的比热容为0.9×103 J/(kg•℃)] 3 夯实基础·逐点练 100 【点拨】 用两只相同的电加热器分别给相同质量的水和某种液体加热，在开始和加热3 min时各记录一次温度，如下表所示(加热过程中的热量损失忽略不计)，c水＝4.2×103 J/(kg•℃)，液体的末温没有达到它的沸点，据此可以计算得出液体的比热容是__________J/(kg•℃)。 1.68×103 4 夯实基础·逐点练 加热时间/min 0 3 水的温度/℃ 18 28 液体的温度/℃ 18 43 夯实基础·逐点练 【点拨】 取两种液体都加热了3 min为研究对象，由于用的是两个相同的电加热器，且加热过程中的热量损失忽略不计，因此Q水＝Q液体，即c水m水(t水－t0)＝c液体m液体(t液体－t0)，由题意可知，m水＝m液体＝m，则4.2×103 J/(kg•℃)×m×(28 ℃－18 ℃)＝c液体×m×(43 ℃－18 ℃)，解得c液体＝1.68×103 J/(kg•℃)。解题过程中注意利用控制变量法，保证二者吸收热量及其质量相同。 D 5 夯实基础·逐点练 夯实基础·逐点练 【点拨】 比热容是物质的一种特性，是物质本身的固有属性，与物质的种类、状态有关。对同一物态的某种物质而言，吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比即比热容是一个恒量，故D正确。 甲、乙两物体的质量之比为2:3，当甲物体温度升高10 ℃，乙物体温度降低15 ℃时，甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等，则甲、乙两物体的比热容之比为(　　) A．2:3 B．9:4 C．4:9 D．3:2 6 夯实基础·逐点练 B 11 夯实基础·逐点练 【点拨】 12 1:9 7 夯实基础·逐点练 夯实基础·逐点练 【点拨】 小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时，冰的质量为0.5 kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)。 8 整合方法·提升练 (1)根据图线求CD段水和AB段冰吸收的热量分别是多少？ 解：CD段水吸收的热量Q吸水＝c水mΔt水＝4.2×103 J/(kg•℃)×0.5 kg×20 ℃＝4.2×104 J；AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即Q吸冰＝0.5Q吸水＝0.5×4.2×104 J＝2.1×104 J。 整合方法·提升练 (2)求冰的比热容。 整合方法·提升练 质量相同、温度均为100 ℃的铝块和铜块(c铝＞c铜)，分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中，当两杯水的温度不再升高时，取出两金属块并使它们接触，不考虑热损失，则它们(　　) A．不发生热传递　 B．温度从铜块传向铝块 C．温度保持不变 D．能量从铝块传向铜块 9 探究培优·拓展练 D 【点拨】 (假设法)当水的温度不再升高时，每个杯中都达到了热平衡，金属块的末温等于水温、每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，据此利用吸热和放热公式来分析。铝的比热容大于铜的比热容，铝块、铜块的质量相同，分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中。假设最后两杯水的温度相同，也就是铝块和铜块的末温相同(即降低的温度相同)，那么由于铝的比热容大于铜的比热容，那么铝块释放的热量比铜块释放的热量要多，多的这些热量会导致铝块和放铝块的这杯水温度上升，所以铝块的末温较高，使它们接触时，能量将从铝块传向铜块，故D正确。 探究培优·拓展练 工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把用钢铁打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg，温度为20 ℃，放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却，最后与水达到共同的温度，不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg•℃)，c合金钢＝0.42×103 J/(kg•℃)，求： 10 探究培优·拓展练 (1)此刀具在炉火中吸收了多少热量？ 解：合金钢刀具放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，两者温度相同，合金钢刀具的末温t2＝836 ℃，刀具在炉火中吸收的热量Q合金钢吸＝c合金钢•m合金钢•(t2－t1)＝0.42×103J/(kg•℃)×1 kg×(836 ℃－20 ℃)＝3.427 2×105 J。 探究培优·拓展练 (2)淬火后水的温度为多少摄氏度？ 解：将煅烧后的刀具迅速取出放入20 ℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t2′，则有Q水吸＝Q合金钢放，即c水m水(t2′－t1′)＝c合金钢m合金钢(t2－t2′)，代入数据得4.2×103 J/(kg•℃)×5 kg×(t2′－20 ℃)＝0.42×103 J/(kg•℃)×1 kg×(836 ℃－t2′)， 解得t2′＝36 ℃。 探究培优·拓展练 解：水的质量 m＝＝ ＝125 kg。 由Q吸＝cmΔt得砂石升高的温度： Δt＝＝＝80 ℃， 砂石的末温t＝t0＋Δt＝20 ℃＋80 ℃＝100 ℃。 对于同一物态的某种物质，根据c＝得知(　　) A．比热容跟热量成正比 B．比热容跟质量成反比 C．比热容跟温度变化量成反比 D．吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是一个恒量 已知甲、乙两物体的质量之比为2:3，当甲物体温度升高10 ℃，乙物体温度降低15 ℃时，甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等，则＝＝＝＝＝。 甲、乙两个物体，甲的质量是乙的3倍，乙的比热容是甲的，若它们吸收相同的热量，它们温度变化之比是________。 由题可知，甲的质量是乙的3倍，即＝，乙的比热容是甲的，即＝，又因Q甲＝Q乙＝Q，则它们升高的温度之比＝＝×＝×＝×＝。 解：AB段冰升高的温度Δt冰＝0 ℃－(－20 ℃)＝20 ℃，冰的比热容c冰＝＝＝2.1×103 J/(kg·℃)。 $$