13.3比热容- 2024-2025学年人教版初中物理九年级上册

中物理 九年级 第十三章 内能 第3节 比热容 　第1课时 比热容 了解比热容的概念；知道比热容是物质的一种特性。 02 能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 01 03 应用水的比热容大的知识来解释自然现象、解决实际问题。(重点） 学习目标 烧开满壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？ 把一壶水烧开与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 和 有关。 质量(m) 升高的温度(Δt) 质量越_____，吸收的_____________； 不一样多，满壶水所需热量多 不一样多，烧成开水所需热量多 大 热量越多 课堂活动 2 可能与物质的种类有关。 物体吸收热量的多少除了与物体的质量、物体升高的温度有关外,还可能与其他的什么因素有关? 不同物质,当它们质量相同、让它们升高相同的温度时，它们吸收的热量? 观察与思考 比较不同物质吸热的情况 实验目的 1.拿谁比？怎么比？比什么？ 2.实验过程中，控制哪些量相同？ 3.怎么知道哪种物质吸收热量多？ 实验准备 (1)质量相同的水和食用油 (2)加热使它们升高相同的温度 (3)比较它们吸收热量的多少，看看这两种物质的吸热情况是否存在差异 质量相同 加热时间的长短 、升高温度相同、 相同规格的电加热器 （即相同时间内液体吸收热量_____） 相同 (控制变量法) (转换法) 1、要研究这个问题,必须保持_____和___________相同，__________不同。 2、取两个______的烧杯盛放质量相同的两种液体(水和煤油),用_____的两个电热器给它们加热使它们升高相同的温度,看它们所用时间的长短。 质量 物质的种类 升高的温度 相同 相同 2、怎样获得质量相同的水和食用油？ 3、怎样测出它们的温度？ 4、完成这次探究需要哪些实验器材？ 用天平测量 用温度计测量 学生电源、规格相同的电加热器、水、食用油、烧杯、温度计、细线、停表、天平和搅拌器 1、规格相同的电加热器，即在相同时间内放出的热量相同。 烧杯、电加热器、天平、钟表、温度计、搅拌器。 比较不同物质吸热的情况。 取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。 实验目的 实验器材 实验方案 实验与探究 点击播放视频 探究不同物质吸热能力 液体 质量 m/g 初温 t0/℃ 末温 t/℃ 升高的温度 (t-t0)/℃ 加热时间 t/min 水 500 20 食用油 500 20 食用油 500 20 30 30 10 10 2 4 结论: 不同的物体，当质量一定时， ①升高相同的温度,吸收的热量不等,水吸收的热量多 40 20 4 ②吸收相同的热量,食用油升高的温度比水的高。 处理数据 实验结论 　 不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。 怎样表示不同物质这种性质上的差别呢？ 物质的这种性质，用物理量比热容来表示。 比热容是表示不同物质的吸热本领的物理量。 比热容是反映物质自身性质的物理量，数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。 c 比热容 焦耳每千克摄氏度，J/(kg·℃) 特性 符号 单位 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。 定义 比热容是表示不同物质的吸热本领的物理量。 　　水的比热容是： c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃) 　　色拉油的比热容是： c 油= 1.97×103 J/(kg·℃) 尝试说出水的比热容的物理意义： 1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。 认识比热容 关于比热容，下面几种认识对不对？ A．1 kg沙石，温度升高1 ℃，大概要吸收920 J的热量 B．液体的比热容都比固体大 C．同一种物质，比热容是相同的 D．比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质 比热容表 P12 1.一杯水和一桶水，谁的比热容大？ 2.一杯20℃水和一杯50℃水，谁的比热容大？ 3.一根铁丝截成长短不同的两段，谁的比热容较大？ 4.一个物体吸收的热量越多，比热容越大吗？ 心中的疑问 我对比热容的理解？ 比热容是反映物质自身性质的物理量，主要与物质的_______、_______有关。与物体的质量、温度的高低、吸热的多少无关。 种类 状态 　　昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周边，现在滇池南北长约40千米，东西宽约8千米，总面积300平方千米，湖岸线长163.2千米，最大水深10.4米，平均水深4.4米。那里的气候宜人，四季如春，这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗？ 用比热容来解释生活中的现象 　　同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？ 质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容较大的物质对调节温度有很好的作用。 水的比热容比沙石的大。质量相同的水和沙石白天吸收相同的热量、傍晚放出相同的热量，比热容较大的水温度变化均较小。因此…… 　　1钢筋水泥都市，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，应该如何应对呢？ 种草种树，增加水蒸气蒸腾 修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。 2、“水的比热容较大”的应用 （1）汽车发动机可用水作冷却剂 （2）可用水作取暧剂 因为水和其他物质比较，水的 较大，说明水的吸热能力比其他物质 ，在质量相同时，升高相同的温度，水吸收的热量比其它液体 。有利于发动机 。 暖气片 因为水和其他液体比较，水的 较大，说明水的放热能力 ，在质量相同时，降低相同的温度，水放出的热量 。 比热容 多 强 强 比热容 多 降温 3.如图，水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？ 水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，夜晚降温时，由于水比热容较大，放出一定热量时，温度降低得少，对秧苗起了保温作用。 4.海陆风的形成 无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨，会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快．这样的风非常柔和，通常情况下，它 白天 从吹向 ，夜晚从 吹向 （如图），气象上把这种风称为“海陆风”．请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因． 解答：海陆风的形成，是由于陆地和海水的比热容不同造成的，由于海水的比热容大，白天接受太阳辐射能后，表面升温慢；陆地砂石的比热容小，升温比较快。于是，白天由于陆地气温高、空气上升快而形成海面吹向陆地的海风；夜晚正好相反，海水降温慢，海面气温较高，空气上升而形成陆地吹向海面的陆风。 海上 陆地 陆地 海上 1.比热容：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。 2.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃) 3.比热容是物质的一种特性，只与物体的种类和状态有关，而与物体的质量、温度的高低、吸热的多少无关。 4.用比热容解释生活中的现象。 3 课堂小结 4 典例分析 1.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（ ） A.质量 B.密度 C.比热容 D.沸点 A 2.（2024•丹东一模）烈日当空，在海边玩耍，会发现沙子烫脚，海水却是凉凉的。这是因为（　　） A．沙子密度较大 　　　B．海水的密度较大 C．沙子的比热容较大 D．海水的比热容较大 Ｄ 3.如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同种液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．加热t1时间，甲吸收热量多 B．甲的比热容大 C．甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多 D．吸收相同的热量，甲升温比乙多 D 4.如图是用相同的加热装置对a、b两种物质加热时（不计热量损失），它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是（　　） A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变 B．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 C．若a、b质量相等，则a的比热容小于b的比热容 D．若a、b是同种物质，则a的质量大于b的质量 C 5.（2024•深圳模拟）图为海风形成的示意图，海风形成的根本原因是：与海洋相比，陆地的（　　） A.比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B.比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C.比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D.比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 A 6．（2024•上海）质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则（　　） A．升高温度较大的金属块比热容一定大 B．升高温度较大的金属块比热容一定小 C．温度高的金属块比热容一定大 D．温度高的金属块比热容一定小 Ｂ 7.（2024•邗江区二模）一块冰全部熔化成水后，下列判断正确的是（　　） A．体积一定变大 　　　B．比热容一定不变 C．具有的热量一定变大 D．具有的内能一定变大 Ｄ 8.（2024•福建）如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．不同物质的比热容一定不同 B．物质的物态发生变化，比热容不变 C．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量多 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 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/（J•kg﹣1•℃﹣1） 4.2×103 2.1×103 2.1×l03 0.88×103 0.39×103 Ｃ 9.（2024•东城区二模）小东根据图提供的信息得出以下四个结论，其中正确的是（　　） A．铁块和铝块升高相同温度，吸收的热量一定不等 B．质量相等的水和沙子，吸收相同热量，水比沙子升温多 C．我国北方楼房中的“暖气”用水作介质，是因为水的比热容大D．质量相等的沙子和铁，降低相同温度， 沙子放出的热量少于铁放出的热量 C 10.新疆民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。” 反映了当地昼夜的温差较 （大/小），从比热容角度来看，这是由于 。 大 砂石的比热容较小 、 11.小明想利用如图甲所示的装置，来探究不同物质的吸热能力．方法是：“加热质量相同的水和煤油，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少．”器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计（以上二个）、 、质量相等的水和煤油． 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 时间/min 水 60 20 45 6 食用油 60 20 68 6 秒表 （1）在实验中取两个相同规格的加热器目的是： ，从表中数据可知，质量相等水和食用油的加热相同时间，食用油的温度比水的温度 （选填“高”或“低”）． （2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，因此我们还可以用： “使 　　　 的不同物质，变化相同的温度，观察加热时间的长度，来判断不同物质的吸热能力”． （3）通过所测量是实验数据，我们可以得出，　　　　（填“水”或“食用油”）吸热的能力更强． 相等时间内吸收的热量相等 高 水 质量相同 水 （4）某同学在实验时绘制了如图乙所示的图象，该同学认为：“加热相同的时间时，A升高的温度高一些，这说明A吸收的热量多一些．”这位同学的判断是否正确？ 　　　 ．原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）如果在A、B两种物质中，有一种是水，且它们的质量相同，如在相同的热源下加热，请你根据所给信息判断A、B两种物质中哪个是水？ 　　 。 错误 用相同的加热器加热，相等时间内吸收的热量相等； B 【公式】 Q：吸收的热量。 m：物体的质量。 ∆t：升高的温度。 （ J ） （kg） （℃） 【单位】 J／(kg ·℃) 读作：焦耳每千克摄氏度 比热容定义：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 第二课时：热量的计算 Q吸= cm(t -t0) Q放= cm(t0-t) 热量Q =cmΔt 由公式可知 Q与热容c、质量m、变化的温度Δt，三个因素有关 4.（2024•新疆）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　） A．6×104J B．6×105J C．6×106J D．6×107J B 【例1】净含量为 350 mL (1 mL＝1×10－6 m3) 的瓶装饮用纯净水的质量为________kg。若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20 ℃，则水放出的热量为__________J。已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，水的比热容 c＝4.2×103 J/(kg·℃)。 2.94×104 0.35 水的质量利用公式m＝ρV计算，水放出的热量利用公式Q放＝cmΔt计算。 水的质量 m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×350×10－6 m3＝0.35 kg， 水放出的热量 Q放＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.35 kg×20 ℃ ＝29 400 J。 11.质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88×104J, 该物质的比热容是多少？ 解： Q吸＝cm（t－t0） 所以：c＝Q吸/m（t－t0） 即：c＝18800J/2kg×（40℃－20℃） ＝0.47×10³J/（kg·℃） 答：该物质的比热容是0.47×10³J/（kg·℃） 【例6】 有一根烧红的铁钉，质量是2 g，放出920 J的热量后，温度降低到20 ℃，求铁钉的初温。[c铁＝0.46×103 J/(kg·℃)] 三、由热量计算公式求升高(或降低)的温度 6.（2024•德惠市模拟）用相同的加热装置对a、b两种物体加热时，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．如果a、b是同种物质，则a的质量更大 B．如果a、b质量相等，则b的吸热能力更强 C．在加热过程中，利用做功的方式改变了a、b的内能 D．温度从T1升高到T2时，a、b吸收的热量Qa＞Qb B 7.（2024•昆明）将0℃的水和等质量的80℃的水相混合，则混合后水的温度是　 　℃；若将0℃的冰和等质量的80℃的水相混合，结果发现，冰全部熔化成了水，但水的温度维持0℃，这个现象说明　 　。（不计热量损失） 40 熔化吸热 8.水的比热容较大，生活中，我们常用水来加热或散热，例如：冬天常用热水袋取暖，把质量为2 kg、温度为90 ℃的热水装入热水袋中，到温度降为30℃的时候，这些水放出了____________J的热量；如果用相同质量、相同温度的沙子来取暖，沙子会冷得________(填“快些”或“慢些”)。 5.04×105J 快些 9.（2024•重庆）如图所示，重庆网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼和汤，鹅卵石放热使汤沸腾，则质量为1kg的鹅卵石从300℃降到250℃放出的热量是　 　J；用锅盖紧密盖住木桶，桶内气压升高，则汤的沸点会　 　（选填“升高”“降低”或“不变”）。[c鹅卵石＝0.8×103J/（kg•℃）] 4×104 升高 10.（2024•连云港）某同学在烧杯中装入质量为100g、初温为20℃的水，然后用酒精灯给水加热一段时间后，水的温度升高到70℃，此过程中水的内能增加了　 　J，水增加的内能　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）酒精完全燃烧所放出的热量。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。 2.1×104 小于 12.（2024•呼和浩特）热量的计算公式为Q吸＝cm（t﹣t0），Q放＝cm（t0﹣t）。已知铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃），铝的比热容为0.88×103J/（kg•℃）。 （1）一根烧红的铁钉，质量为2g，温度从800℃降低到700℃，放出多少热量； （2）相同质量的铁和铝，吸收相同的热量，上升温度较高的是　 　（选填“铁”或“铝”）。 13. 把80 g的钢块加热到100 ℃后投入温度为20 ℃，质量为100 g的煤油中，测出混合后的温度为31.8 ℃，求煤油的比热容。【不计热量损失，c钢=0.46×103 J/（kg•℃）】 14.（2024•益阳）工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚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1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、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＝4.2×103J/（kg•℃），c合金钢＝0.42×103J/（kg•℃）】求： （1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？ （2）淬火后水的温度为多少摄氏度？ 练习4、甲乙两物质的质量之比2:3，比热容之比是1:2，当它们升高相同的温度时吸收的热量之比是多少？ 练习5、甲乙两物质的比热容之比3:1,质量之比2:3，吸收的热量之比为5:2，则升高的温度之比是多少？ $$