13.3 比热容（同步课件）-2024-2025学年九年级物理全一册教材配套同步课件+同步练习（人教版）

第3节 比热容 第十三章 内 能 物理 9年级全一册 人教版 01 教学目标 02 新知导入 03 新知讲解 04 课堂练习 05 课堂小结 06 作业布置 Contents 目录 01 教学目标 01 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 02 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 会进行简单的吸、放热计算。 03 04 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 1. 想一想 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？ 白天海水凉，沙滩烫脚。傍晚沙滩凉，海水却还暖暖的。 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。 02 新知导入 2. 比较下面两图，观察两地的气温情况，发现什么规律？ 为什么沙漠地区比沿海地区的昼夜温差大？这都与物质的吸（放）热能力有关。 温度差 为6℃ 温度差 为16℃ 吐鲁番市这天白天的温度达到37℃，夜间温度降到21℃ 。 上海市这天白天的最高温度33℃，夜间的最低温度为27℃。 第3节 比热容 第三节 比热容 一、比热容 二、热量的计算 本节课学习流程 03 新知讲解 【实验器材】 烧杯、电加热器、天平、电子计时器、数字温度计、电源。 【实验目的】 比较不同物质吸热的情况。 1. 探究不同物质的吸热能力 一、比热容 【注意事项】 ①控制食用油和水的质量保持不变 ②使用完全相同的热源加热 控制变量 完全相同热源，单位时间放出的热量相同。 用加热时间的长短表示吸收热量的多少 ③实验中还需要测量食用油和水升高的温度 初温和末温 转换法 一、比热容 【实验方案】 　　用完全相同的电加热器，分别加热质量相等的食用油和水，每隔相同的时间，测量并记录他们的温度。 【实验视频】 一、比热容 甲装置更好一些，甲装置中散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；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，误差大一些。 该实验用装置常见的有两种，如图所示，两种装置对比，哪种更好一些，为什么？ 甲 乙 一、比热容 液体 质量 m（kg） 升高的温度 △t（℃） 吸收的热量 Q（J） 水 1 1 4.2×103 煤油 3 2 12.6×103 【J/(kg·℃)】 4.2×103 2.1×103 我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法： =2.1×103J/（kg·℃） 即： 结论：比较物质吸热的能力可比较 该比值越大，物质的吸热能力越强。 一、比热容 【实验数据】 2. 比热容 （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的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 （3）定义式：比热容 C 一、比热容 （4）公式C中各物理量及其单位： 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） Δt 表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0 – t末温 C 表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号: J/(kg·℃) 一、比热容 （5）实验证明： 单位质量的某种物质， 温度降低1℃时放出的热量，也等于这种物质的比热容。 （6）水的比热容是：4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J. （7）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 ①同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关。 ②比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。 一、比热容 水吸收的热量与质量、升高的温度有关，且是成正比关系。 资料 一些物质的比热容 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、比热容 15 水比热容大在生产生活中的应用 致冷 由Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，降温效果好，常用作为冷却剂。 汽车冷却系统用水做冷却剂 一、比热容 水比热容大在生产生活中的应用 散热 由Q＝cmΔt可知：相同质量的水和其他液体相比，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好，常用作为取暖调介质。 北方冬天楼房中的暖气用水作介质，通过热水缓缓流过暖气片，把燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。 一、比热容 白天，在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低，所以在近地面，海洋的气压比陆地气压高，风是从海洋吹向陆地，形成“海陆风”。 Ⅰ. 海陆风的形成 一、比热容 Ⅱ.陆海风的形成 而夜晚，陆地降温快，海洋温度高，海洋气流上升，陆地空气流向海洋，风就从陆地吹向海上，形成“陆海风” 。 一、比热容 Ⅲ. 海陆风和陆海风的形成对比 一、比热容 1.比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 2.对于同一物质来说，比热容是一个固定值，它不随物体吸收（或放出）热量、质量的改变、温度的升高（或降低）而改变。 3.影响比热容的因素:物质的种类、物质的状态。 4.比热容的实质： （1）反映了物质吸热放热的本领，比热容越大，吸热或放热本领越强。 （2）物质对冷热反应的灵敏程度，比热容越小，对冷热反应越灵敏。 一、比热容 例1 （2022·上海市张江集团中学八年级期末）下列各物理量中，表示物质特性的是（　　） A．比热容 B．质量 C．热量 D．温度 典型例题 【答案】A 【详解】A．比热容是物质特有的一种特性，比热容大的物质吸热能力强，比热容小的吸热能力就弱，所以能够反应物质的吸热本领，其大小只与物质的种类和所处状态有关，故A符合题意；B．质量是指物体所含物质的多少，是物体的一个基本属性，不是物质特性，故B不符合题意；C．热量是物体在热传递过程中传递内能的多少，是一个过程量，不是物质的特性，故C不符合题意；D．两种不同的物质内能和温度很有可能是相等的，不是物质的特性，故D不符合题意。故选A。 一、比热容 已知铝的比热容是0.88×103J/ (kg·℃) ，这表示质量是1kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88×103J。计算:把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少? 热量的计算 如果以Q吸代表物体吸收的热量，c代表物质的比热容，m代表物体的质量，t0和t分别是加热前后物体的温度，通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式:Q吸=cm(t-t0) 如果要计算物体降温时放出的热量公式会有什么不同？ 二、热量的计算 23 热量的计算公式 热量的计算 吸热公式 Q吸=cm(t-t0) 放热公式 Q放=cm(t0-t) Q=cm△t 各物理量的单位： Q——J c——J/（kg·℃） m——kg △t——℃ 注意 升高到t℃ 降低到t℃ 升高了t℃ 降低了t℃ 热平衡方程： 两物体发生热传递，没有热损失达到热平衡时：Q吸=Q放 二、热量的计算 24 例2　（2022·内蒙古通辽·中考真题）某太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到90℃，热水器内的水吸收了___________J的热量，水的内能是通过___________的方式被改变的。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 典型例题 【答案】 2.94×107 热传递 【详解】水的质量m=100kg，温度变化量Δt=90℃-20℃=70℃，比热容C=4.2×103J/（kg·℃），水吸收的热量 ,改变内能的方式有做功和热传递，阳光照射属于热传递。 二、热量的计算 1. （2023•连云港）沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（　　） A．水的内能多，沙石的内能少 B．水的导热性好，沙石的导热性差 C．水的比热容大，沙石的比热容小 D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少 【答案】C 【解析】因为沙子的比热容较小、水的比热容较大，白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；所以沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大。 故选：C。 04 课堂练习 2. （2023•乾安县三模）质量相等的铜块和铁块（C铜＜C铁）吸收了相等的热量后相互接触，则（　　） A．会发生热传递，热由铜块传给铁块 B．会发生热传递，热由铁块传给铜块 C．不会发生热传递 D．条件不足，无法判断 【答案】D 【解析】Q吸＝cmΔt，铜块和铁块质量相同，吸收的热量相同，比热容大的物体，升高的温度少；c铁＞c铜，铁块升高的温度少，∵铜块和铁块初温大小不知，铁块和铜块的末温不能确定，二者接触，不能确定热传递方向。故选：D。 3. （2022秋•鲁甸县期末）如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组 B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为 C．图乙中，温度计的示数为41℃ D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱 【答案】D  【解析】A、要用酒精的外焰加热，故甲中，组装实验装置时应按自下而上的顺序组装，故A错误； B、一切物体在任何温度下都有内能，加热前水和沙子的内能不为零，故B错误； C、图乙中，温度计的分度值为1℃，示数为39℃，故C错误； D、根据图丙可知，加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水升温慢，沙子比水的吸热能力弱，故D正确。 故选：D。 05 课堂小结 一、物体的吸热能力：物体吸收热量的多少与物体的质量、物体温度的变化量及物质种类有关。 二、比热容 （1）定义。（2）符号：c。（3）单位： 三、比热容的利用：水的比热容有较大的利用。 四、热量的计算： 推导公式： 　　 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? Q = cm(t-t0) 　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃) 解： 答：钢件在冷却过程中放出6.21×104 J热量 【钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)】 = 6.21×104 J 06 作业布置 Thanks! 2 $$