13.3 比热容 课件 -2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十三章第一节 比热容 人教版九年级全一册 教学目标 1.通过探究，比较不同物质的吸热能力； 2.理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性； 重点 3.知道水的比热容较大，知道这一特点在生活中的一些应用； 重点 4.会进行简单的比热容以及吸、放热计算。 难点 新知导入 你去过大海边吗？烈日下的中午，当你在水中游泳上岸时，脚踩在沙子上与在水中的感觉有什么不同？而到了傍晚，脚踩在沙子上与在水中的感觉又有什么不同？ 提出问题 分 析 白天海水凉，沙滩烫脚。傍晚沙滩凉，海水却还暖暖的。 提出问题 同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？ 这与物质的吸（放）热能力有关 新知讲解 任务一：探究不同物质的吸热能力 以烧水为例，物质吸收的热量可能哪些因素有关？有哪些事例支持你的猜想？ 提出问题 物质吸收热量的多少可能与水的质量有关。支持事例：把水烧开时，水的质量越大，加热的时间越长。 物质吸收热量的多少可能与升高的温度有关。支持事例：烧水时，把水烧的温度越高，加热的时间越长。 物质吸收热量的多少可能与物质的种类有关。支持事例：加热质量相等的水与油，升高相同的温度，加热的时间不等。 新知讲解 对于不同的物质，例如水、沙子、煤油，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？ 怎样比较不同物质的吸热能力呢？请同学们使用桌上的实验器材，边讨论边合作设计实验方案。 提出问题 如果我们要研究不同物质吸热的多少，是否会受到物质种类的影响，那么，我们需要保证哪些物理量不变？ 物体的质量、升高的温度 控制变量法 如何比较不同物体吸收热量的多少？ 通过比较相同规格加热器加热时间的长短来比较Q吸。 转换法 新知讲解 学生活动 实验：探究不同物质的吸热能力 实验方案： 方案一：取等质量的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相等的热量）后，比较温度的变化。 方案二：取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度时，比较加热所用的时间（即比较吸收的热量的多少）。 实验器材： 质量相等的水与食用油、温度计2支、电加热器2个、秒表。 新知讲解 实验：探究不同物质的吸热能力 进行实验与收集数据（采用方案一） （1）取质量相等的水与食用油各200g。 （2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。 （3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同时间（根据实际情况而定）。 （4）每隔20s，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的温度。 新知讲解 实验：探究不同物质的吸热能力 新知讲解 实验：探究不同物质的吸热能力 进行实验与收集数据（采用方案一） （5）处理实验数据。 时间/s 0 20 40 60 80 100 120 140 160 水的温度/℃ 40 43 46 49 51 食用油的温度/℃ 40 45 50 56 61 时间/s 0 20 40 60 80 100 120 140 160 水的温度/℃ 40 43 46 49 51 54 57 59 61 食用油的温度/℃ 40 45 50 56 61 新知讲解 实验：探究不同物质的吸热能力 实验结论 水和食用油吸收热量的本领不一样 质量相等的水和食用油，在吸收相等的热量时，升高的温度是不同的。 1 质量相等的水和食用油升高相同的温度，吸收的热量不相等。 2 新知讲解 交流与反思 （1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质； （2）选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的：是让两种物质吸收的热量相同； （3）用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处： ①与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；②内部加热，热量损失少。 （4）该实验装置常见的有两种，如图所示，两种装置对比，哪种更好一些，为什么？ 甲装置更好一些，甲装置中散热较少；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同 新知讲解 （1）比热容大的物质，吸（放）热本领强； （2）比热容小的物质，吸（放）热本领弱。 2.定义：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）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示。 3.公式：c= 4.表达式中，c的单位是焦每千克摄氏度，符号J/（kg·℃），Q的单位是J，m的单位是kg，的单位是℃。 1.比热容的物理意义：反映了物质的吸（放）热本领。 任务二：比热容 新知讲解 物质 比热容c/J·(kg·℃)-1 物质 比热容c/J·(kg·℃)-1 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 色拉油 1.97×103 水银 0.14×103 沙石 约0.92×103 铅 0.13×103 一些常见物质的比热容 要记住！ 新知讲解 例如：水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃） 5.比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。 比热容是物质的一种特性，它的大小只与物质的种类和物质的状态有关。 它表示的物理意义：质量为 1 kg的水，温度升高（或降低）1 ℃，吸收（或放出）的热量为 4.2×103 J。 新知讲解 6.比热容是表示物质吸、放热本领大小的物理量，在相同条件下不同的物质吸收（或放出）相同的热量，物体的温度不同，比热容小的温度变化大；相同质量的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不同，比热容大的吸收（或放出）的热量多，正是由于这一特性，自然界中有许多现象都是由比热容的大小引起的。 现在，你能否解释本节课刚开始提出的，海水和沙子温度不一样的现象了？ 新知讲解 比热容的应用1 北方暖气设备用热水取暖。 培育秧苗时，为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏，常在傍晚往农田里灌水，就是因为水的比热容大，在夜间温度降低时水放出的热量多，从而达到防冻的目的。 用冷水冷却发动机，利用了冷水升温，需要吸收更多的热量。 新知讲解 比热容的应用2 夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙石的比热容较小，吸收同样的热量，温度会上升很多，所以沙漠昼夜温差很大。 比热容大的物质对调节温度有很好的作用。比如：生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 新知讲解 例1：小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。 （1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及 （填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油； （2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少； （3）实验中选取初温不同、 相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱； （4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中 （选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为 ℃； （5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论： （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10 水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70 煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90 新知讲解 【答案】 停表 加热时间 质量 升高的温度 B 66 水 【详解】（1）[1]比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。 （2）[2]实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。 （3）[3][4]根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。 （4）[5]使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。 [6]由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。 （5）[7]由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。 新知讲解 例2：地表温泉水降温较慢，这是因为水的 较大；人们泡温泉时身体会变热，这是通过 方式改变了身体的内能的缘故；池边种植了很多桂花树，泡温泉时阵阵花香扑鼻，这是 现象。 【答案】 比热容 热传递 扩散 【详解】[1]地表温泉水降温较慢，这是因为水的比热容较大，和相同质量的其它物质相比，放出相同热量时，温度降低得较少。 [2]人们泡温泉时身体会变热，是因为人体从水中吸收了热量，这是通过热传递的方式改变了身体的内能的缘故。 [3]泡温泉时阵阵花香扑鼻，这是扩散现象，是由于分子不停做无规则热运动造成的。 新知讲解 例3：查表可知：冰的比热容为 焦/（千克·℃）。分析表中数据可发现：不同物质的比热容一般 ；不同状态下的相同物质比热容 （后两空均选填“相同”或“不同”）。质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度， 吸收的热量最少。 【答案】 2.1×10³ 不同 不同 铜 【详解】[1][2][3] 查表可知：冰的比热容为2.1×10³J/（kg·℃）；不同物质的比热容一般不同；不同状态下的相同物质比热容也不同，如水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），与冰的比热容不同。 [4] 铜块、铁块和铝块中，铜的比热容最小，根据比热容概念可知质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度，铜吸收的热量最少。 比热容∶ 焦/ （千克·℃） 酒精 2.4×10³ 铜 0.39×10³ 水 4.2×10³ 铁 0.45×10³ 冰 2.1×10³ 铝 0.90×10³ 新知讲解 例4：在海边看海，风是迎面吹来，还是从背后吹来，日夜是有区别的，这种风叫“海陆风和陆海风”。两种风的形成是因为海水与陆地的 不同，导致空气温度不同而向不同方向流动，如图所示的场景发生在炎热的夏天，地面附近空气的流动方向是 （选填“从陆地向海面”或“从海面向陆地”）。 【答案】 比热容 从陆地向海面 【详解】[1][2]因为海水的比热容比陆地（泥土、沙石）的比热容大，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升少；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海陆风。而夜晚，陆地和海水放出相同的热量，但海水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆海风。 新知讲解 任务三：热量的计算 想想议议 1、铝的比热容是0.88×103J/(kg•℃),物理意义是什么？ 3、2kg温度为20℃的铝块升高到30℃，吸收热量是多少？ 1kg的铝在温度升高1℃时所吸收的热量为___________ J 0.88×103 2、2kg的铝块铝温度升高1℃时，吸收的热量是多少？ 2kg的水在温度升高1 ℃时所吸收的热量为 ______________ J 2kg的水在温度升高（30℃-20℃）时所吸收的热量为___ ___J。 0.88×103×2×（30-20） 提炼 公式 吸收的热量=比热容×质量×升高的温度 0.88×103×2 新知讲解 吸收热量时：c= 放出热量时：c= Q吸=cm(t末－t初）或 Q吸=cmΔt Q放=cm(t初－t末）或 Q放=cmΔt 注意： 2.在解题、审题的过程中，要注意文字叙述中“升高到、降低到”对应的是物体的末温（t末）；而“升高、升高了、降低、降低了”对应的是温度的改变量（Δt）。 1.公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算。 新知讲解 高温物体 低温物体 热量 放出热量Q放 吸收热量Q吸 最终：两个物体温度相等 达到了“热平衡” 若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收，则有 Q吸 = Q放。 1 若此过程中有热量损失，则有 Q放 = Q吸＋ Q损。 2 新知讲解 例5：质量为0.1千克的水温度从10℃升高到30℃。 （1）求水升高的温度。 （2）求水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）] 【答案】（1）20℃；（2）8.4×104J 【详解】解：（1）求水升高的温度 （2）求水吸收的热量 课堂练习 1、质量、初温均相同的甲、乙两物体，在吸收相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温高；则质量、初温均相同的甲、乙两物体，在放出相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温 （选填“高”或“低”）。 【答案】低 【详解】根据题意可知，甲、乙的质量和初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的高，这说明甲的温度变化较大，由可知，甲的比热容较小，则质量和初温相同的甲、乙放出相同的热量后，由可知，甲的比热容较小，则甲的温度变化较大，所以甲的末温低。 新知讲解 2、下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是 （　　） A．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多 B．物质的物态发生变化，比热容不变 C．不同物质的比热容一定不同 D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多 【答案】A 【详解】A．由表中数据可知，铝的比容热大于铜，根据可知，质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多，故A正确； B．由表中数据可知，水凝固成冰，比热容变小，故B错误； C．由表中数据可知，冰和煤油的比热容相同，故C错误； D．由表中数据可知，水的比热容大于煤油，根据可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油升高的温度更多，故D错误。 故选A。 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/ 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103 课堂练习 3、如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（　　） A．相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多 B．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大 C．升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱 D．相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强 【答案】C 【详解】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意； B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意； C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意； D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。 故选C。 课堂练习 4、为了比较水和煤油吸热能力的大小，小明同学做了如图甲所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装入水和煤油，用相同的电热器分别对它们进行加热，得到的实验数据如表所示。 （1）实验中应保证水和煤油的初温与 （选填“质量”或“体积”）都相同； （2）某时刻温度计的示数如图乙所示，为 ℃； （3）在实验中，通过比较 来反映物质吸收热量的多少，这里运用的方法是 法； （4）分析表格数据可知，质量相同的水和煤油升高相同的温度时， 吸收的热量较少，进一步分析可知， 的吸热能力强。 物质种类 质量/g 温度升高 10℃所需时间/s 温度升高20℃ 所需时间/s 温度升高30℃所需时间/s 水 100 59 104 138 煤油 100 43 70 110 课堂练习 【答案】 质量 26 加热时间的长短 转换 煤油 水 【详解】（1）[1]据控制变量法，为了比较水和煤油的吸热能力，水和煤油的初温及质量应相同。 （2）[2]图乙中，温度计的分度值为2摄氏度，液柱在0刻度线以上，示数为26摄氏度。 （3）[3][4]实验中，用相同的热源加热，在相同的时间内放出的热量相同，水和煤油吸收的热量相同，时间不同，放出的热量不同，吸收的热量不同，所以通过比较加热时间来反映物质吸热的多少，这是转换法的应用。 （4）[5][6]由表格数据知，质量相同的水和煤油升高的温度相同时，水需要加热的时间比煤油的长，水吸收的热量更多，煤油吸收的热量更少。即水的吸热能力比煤油的强。 课堂练习 5、打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求：（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失） （1）此过程中铁件释放的热量为多少J？ （2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？ 【答案】（1）9.66×104J；（2）34.6℃ 【详解】解：（1）铁件释放的热量 （2）这些热量全部被水吸收后，水升高的温度为 水的末温 板书设计 一、比热容 ①影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类有关。 ②物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 ③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的温度乘积之比，叫这种物质的比热容。 ④公式： ⑤单位：J/（kg·℃） ⑥比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 二、热量的计算 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 谢 谢 观 看！ $$