13.3 比热容 - 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

比热容 第十三章 内能 第3节 义务教育教科书 物理 九年级 全一册 提问：不同物质吸热能力相同吗？ 同样日照条件 吸收相同的热量 沙子升高的温度多 海水升高的温度少 沙子热 海水凉 不难发现：质量对研究的问题有影响 思考：炎炎夏日，同样的日照条件下，为什么沙子热得烫脚，海水却很清凉？ 生活实际： 分析： 物体的吸热能力 ----控制质量相等 疑问： 质量相同的不同物质吸收相同的热量，升高的温度相同吗？ 食用油 水 猜想：将相同质量的水和食用油加热，吸收相同的热量，升高的温度不同。 食用油 水 探究：将相同质量的水和食用油加热，使它们升高相同温度，需要的热量一样多吗？ 1.如何得到质量相同的水和食用油？ 3.如何测量温度升高的度数？ 4.怎样比较水和煤油吸收热量的多少？ 5.实验采用什么物理研究方法？ 完全相同的热源（规格相同的电加热器），单位时间放出的热量相同。 食用油和水在单位时间吸收的热量也相同。 用加热时间的长短表示吸收热量的多少 转换法 初温和末温 控制变量法 电子秤 质量相等的水与食用油 温度计2支 秒表 电加热器2个 电加热器 煤油 水 秒表 温度计 实验器材 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。 【实验操作】 用完全相同的电加热器，分别加热质量相等的食用油和水。 液体 质量 初温 加热 时间 末温 水 480g 26℃ 2min 42℃ 油 480g 28℃ 2min 85℃ 液体 质量 加热 时间 水 480g 26℃ 76s 油 480g 26℃ 39s 温度变化量 质量相等的不同物质，升高相同的温度， 吸收的热量多，说明其吸热本领强。 质量相等的不同物质，吸收相同的热量， 升高的温度少，说明其吸热本领强。 液体 质量 初温 加热 时间 末温 水 480g 26℃ 2min 42℃ 油 480g 28℃ 2min 85℃ 液体 质量 加热 时间 水 480g 26℃ 76s 油 480g 26℃ 39s 温度变化量 水 水 1千克的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量。 水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？ 思考：通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那应该怎样比较不同物质的吸热能力？ 3千克的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103焦的热量。 比热容 我们来看看物理学家通过实验获取的数据： 液体 质量 m（千克） 升高的温度 △t（℃） 吸收的热量 Q（焦） 水 1 1 4.2×103 煤油 3 2 12.6×103 焦/(千克·℃) 4.2×103 2.1×103 比较水与煤油吸热的能力 结论 比较物质吸热的能力可比较 我们可以计算出1千克煤油温度升高 1℃时吸收的热量，即可进行比较： =2.1×103焦/(千克·℃) 一：比热容(表示物体吸热本领的物理量) 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，叫做比热容。 符号： 实验证明： 单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 比热容既可以表示物体吸热能力，也可以表示物体放热能力。 表达式： (J) (℃) (kg) J/（kg·℃) 读作： 焦每千克摄氏度 ②物体温度升高时，所吸收的热量为： ③物体温度降低时，所放出的热量为： t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 计算 Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt C ①根据比热容公式 比热容 ①概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量， 温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失， 全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。　　 ②热平衡方程：Q吸 = Q放 2. 热平衡 比热容 【例题1】小华在天津的家中用电热水壶烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），求水吸收的热量。 解：水吸收的热量为 Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J 答：水吸收的热量为4.2×105J。 在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到多少℃？ 解：根据热量公式 Q = cmΔt，水升高的温度为： 由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃不变，故水的末温为100℃。 例题2 从上表中你 可发现什么 规律？ 想想议议 请仔细观察，一些物质的比热容，看看有什么规律。 水的比热容最大，约是砂石的4.5倍，水的吸热能力最强。 同种物质在不同状态时，比热容值不同。 不同种物质，比热容值一般不同，液体比热容大于固体。 01 02 03 比热容是物质的一种特性，只跟物质的种类和状态有关。 c 与 Q 成正比？ C 与mΔt 成反比？ X 想想议议 表中是一些物质的比热容，请仔细观察，看看有什么规律。 水的比热容的含义是什么？ 1kg的水温度降低1摄氏度放出多少热量呢？ 1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2x103J。 放出的热量是4.2x103J。 含义是：1kg的水温度升高或降低1℃吸收或放出的热量是4.2x103J 水的比热容比较大的应用 由上表可知，水的比热容比较大。所以在生活、生产中有着广泛的应用，对气候的变化影响也比较大。 因为水的比热容比油的大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。 （1）取 暖 汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。 （2）冷却剂 ③为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢；因此白天海水温度低，沙子温度高。 晚上没有光照时，海水和沙子放出相同热量时，海水降低的温度比沙子的小。所以海水温度高，沙子温度低。 砂石的比热容比较小，在吸收（或放出）相同的热量时，升高（或降低）的温度比其他物质的要大。 　　 ①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 利用比热容知识解释一些现象 想一想 这是为什么呢？ 　　城市内有大量的钢筋水泥建筑，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，你能够解释其中的道理吗？ 城市的“热岛效应” 种草种树。绿地能吸收太阳辐射，园林植物，通过蒸腾作用，不断地从环境中吸收热量，降低环境空气的温度。 修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。 解决“热岛效应”的一些方法： （3）调节气温 天气变冷时，可以通过晚上在田里灌水，白天防水的方法，防止秧苗冻坏。 比热容 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，叫这种物质的比热容。 ④单位：J/(kg·℃)。 ③公式： c = 。 ⑥比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。 热量的 计算 影响吸放热多少的因素：物质种类、质量、升高的温度。 计算公式 ①吸热公式： ②放热公式： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt ⑤物质的吸热能力：物质种类、状态有关。 1、体温计中为什么用水银作测温介质? 用水可以吗? 水银的比热容 0.14×103J/(kg·℃) 因为水银的比热容小，与质量相同的水比较，吸收相同热量时，温度变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。 通过本节课的学习，尝试解释以下两个问题。 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 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” 。 Ⅲ. 海陆风和陆海风的形成对比 1. 下列说法正确的是 ( ) A、一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半； B、吸收热量多的物质,比热容一定大； C、高温物体放出的热量一定多； D、质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度. D 随堂练习 2、下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的（ ） Ａ、相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同 Ｂ、相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同 Ｃ、不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同 Ｄ、不同质量的不同物质，降低不同的温度，放出的热量一定不同 B 随堂练习 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 随堂练习 　　4．一个质量为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放 = 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 随堂练习 $$