13.3 比热容课件-2024-2025学年人教版九年级上学期物理

第十三章 内能 第3节 比热容 人教版 九年级 物理 上册 1 【举例讨论】 结论:物体吸收的热量与质量、温度变化有关。 2 物体吸收热量的多少与哪些因素有关？ 1.用同样的炉火分别烧一大锅水和一小杯水，加热到相同的温度，谁加热的时间长？谁吸收的热量多？ 2. 把一壶水烧热和烧开，哪种情况需要吸收更多的热量？ 【思考】 知识点 1 比热容 探究新知 1. 要研究这个问题,必须保持______和_ ________相同，而使__________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 升高的温度 物质种类 相同 相同 实验设计 探究新知 实验现象：质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油需要加热的时间短 质量相同的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量不同 水的吸热能力强 探究物质的吸热能力 点击图片播放 探究新知 方法总结 实验中，使相同质量的水和煤油升高相同的温度，来比较所需时间的长短，从而得出它们吸热能力的高低。 ——控制变量法 在此实验中用加热时间表示水和煤油吸热的多少。 ——转换法 探究新知 实验表明：不同物质的吸热能力不同。怎样表示不同物质这种性质上的差别呢？ 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。 探究新知 单位: 读作：焦每千克摄氏度 J /（kg·℃） 公式： c:比热容 Q：吸收或放出的热量 m:质量 △t:改变的温度 说明：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。 单位：J 单位：kg 单位：℃ 探究新知 分析比热容表，可以找出哪些结论？ 物质 比热容 c/[J/（kg · ℃）] 物质 比热容 c/[J/（kg · ℃）] 水 4.2×103 沙石 0.92×103 酒精 2.4×103 铝 0.88×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 空气 1.0×103 水银 0.14×103 探究新知 【结论】 比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容； 01 02 水的比热容最大； 03 不同种物质的比热容一般不同； 04 物质的比热容还与物质的状态有关。 探究新知 水的比热容是4.2×103J /（kg·℃） 物理意义：质量为1kg水，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。 水的比热容是沙石的4倍多，质量相同的水和沙石，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙石小得多。 生活·物理·社会 探究新知 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，所以沙漠的昼夜温差很大。 探究新知 为什么我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱，夜围火炉吃西瓜”的现象？ 沙漠地区多沙石，沙石的比热容小，夜间温度降低较快，而午间在阳光照射下，沙石吸热后温度升高较快。 探究新知 暖气为何用水做介质取暖？ 汽车发动机为何用水来冷却？ 水的比热容大，在质量一定的条件下水降低（升高）相同的温度时，放热（吸热）多，用水作散热剂（冷却剂）效果好。 探究新知 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？ 探究新知 例 由 ，关于同一种物质的比热容c，下列说法中正确的是（　　） A．若吸收的热量增大到原来的 2 倍，则比热容增大到原来的 2 倍 B．若质量增大到原来的 2 倍，则比热容变为原来的一半 C．无论质量多大，比热容都一样 D．若加热前后的温度差增大到原来的 2 倍，则比热容增大到原来的 2 倍 C 巩固练习 例 下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（　　） A．让热水流过散热器供暖 B．用循环水冷却汽车发动机 C．沿海地区昼夜温差较小 D．夏天在房间内洒水降温 D 连接中考 巩固练习 例 沿海地区昼夜之间的温差，与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同，如下列出的是：2018年6月某日同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况，请判断甲是______城市（选填“沿海”或“内陆”），你的依据是 。 沿海 沿海城市昼夜温差小 2018年6月某日 城市甲 晴 22～30℃ 城市乙 晴 19～37℃ 巩固练习 知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收的热量吗？ 吸收的热量： Q=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) =8.4×104 J 知识点 2 热量的计算 探究新知 Q吸= cm(t-t0) Q放= cm(t0-t) 热量=比热容×质量×改变的温度 t0表示初温 t 表示末温 Q=cm△t 探究新知 【例题】一个质量为1.5kg的钢刀，加热到440℃，然后在空气中自然冷却，室温为20℃，求： （1）这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？ （2）若把这些热量给35℃、1kg的水加热，水温升高到多少摄氏度？（标准气压下）[已知钢的比热容为0.46×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）知道钢刀的质量、比热容、初温和末温，利用Q=cm△t求放出的热量； （2）由题知，水吸收的热量为钢刀放出的热量，再利用Q吸=cm△t，求水升高的温度，进而求出末温，注意水沸腾时吸收热量、温度不变。 探究新知 解：（1）钢刀放出的热量： Q放=c钢m钢△t钢=0.46×103J/（kg•℃）×1.5kg×（440℃-20℃） =2.898×105J； （2）由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=2.898×105J， 由Q吸=cm△t得： △t═ =69℃， t=△t水+t0=69℃+35℃=104℃， 因为一个标准大气压下水的沸点是100℃，所以水温升高到100℃。 探究新知 1. 根据表中的数据，下列判断正确的是（　　） A．阳光照射下，干泥 土比湿泥土升温慢 B．因为水的比热容较 大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 C．同种物质状态改变，比热容不变 D．质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收 的热量多 一些物质的比热容[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 干泥土 0.84×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 D 基础巩固题 课堂检测 2. 经常下厨的小关发现，同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些。这是因为（　　） A．水的比热容小，吸热后温度升高得快 B．油的比热容小，吸热后温度升高得快 C．在相同的时间内，水吸收的热量较多 D．在相同的时间内，油吸收的热量较多 B 基础巩固题 课堂检测 比较不同物质的吸热能力 让我们认识电加热器 比较不同物质的吸热能力 方案一：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。 方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。 根据猜想设计实验 比较不同物质的吸热能力 实验条件：1.水和煤油的质量相等。 2.两个相同的电加热器。 即：相同时间内放出的热量相同。 实验目的： 谁温度升高的度数高。 比较不同物质的吸热能力 实验记录： 结论：质量相等的水和煤油加热时间相同时，煤油比水温度升 高的多、变化的快。 物 质 质 量 升高温度 加热时间 吸热情况 水 煤 油 相 同 相 同 相 同 相 同 相 同 相 同 少 多 比较不同物质的吸热能力 若升高相同的温度时，谁吸收的热量多呢？ 实验记录： 结论：质量相等的水和煤油升高相同的温度时，水吸收的热量 比煤油多。 物 质 质 量 升高温度 加热时间 吸热情况 水 煤 油 相 同 相 同 相 同 相 同 长 短 多 少 比较不同物质的吸热能力 实验后的思考 1、水和煤油谁的吸热能力强？ 2、如何科学地比较不同物质的这种特性？ 探究活动 比热容的概念 比热容的概念 其实很简单，就是采用比较单位质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热的多少来比较它们的吸热能力。 1.定义：比热容(C)──单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量，叫做这一物质的比热容． 2．比热容的单位 ： J/（kg·℃） 读作“焦每千克摄氏度” 比热容的概念 3.水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)。 　　表示1千克水温度升高1摄氏度需要吸收4.2×103焦的热量。 5.比热容反映了物质的吸热本领，比热越大，不容易升温，也不容易降温。 4. 比热是物质的特性之一,不同物质的比热一般不同。 比热容的概念 1、人们选择用水给发动机冷却，这是为什么？ 2、冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？ 讨论： 比热容的概念 在北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水，可防止蔬菜冻坏，这是因为 ( ) A.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏。 B.水的比热容比较大，气温降低时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏 C.水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏 D.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏 B 练一练 热量的计算 2. 热量的计算 水的比热容是4.2×103J /（kg·℃） 　意义是：1kg水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J 　你能告诉我：2kg水温度升高1℃吸收的热量是＿＿＿＿J。 　你能告诉我：2kg水温度升高10℃吸收的热量是＿＿＿ ＿J。 8.4×103 8.4×104 说明：1、标题中的红色刻度尺三个字为视频链接。 2、指导学生先看视频，进行模仿练习。 3.指导学生用刻度尺测身边物体,如铅笔、书、课桌的长、宽、高等物体的长度值。 热量的计算 Q放 Q吸 C m t0 t －－ －－ －－ －－ －－ －－ 吸收的热量 放出的热量 比热容 质量 加热前温度 加热后温度 如果用 热量的计算 Q吸＝cm(t-t0) Q放＝cm(t0-t) 如果加热前后温度的变化量用Δt表示，则　　 Q吸＝cmΔt Q放＝cmΔt 物体吸收热量的计算公式： 物体放出热量的计算公式： 讲授新课 热量的计算 吸热 放热的计算方法 末温与温度变化的区别举例：给20 OC的水加热使其温度升高到50 OC，式中水的初温为to=20 OC，末温为t=50 OC，升高的温度为t-to=50 OC—20 OC=30 OC 若给20 OC的水加热使其温度升高50 OC，式中水的初温to=20 OC,温度变化为t-to =50OC，则末温t=to+50 OC=70 OC 讲授新课 热量的计算 例题 某家庭用热水器烧水时，使50kg的水由20℃升高到50℃，要吸收________J的热量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 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。 质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的温度变化小。 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。 本课小结 说明：小结中的具体内容由学生自己填写，如误差的概念、长度的其它单位与换算关系等，这里只提供知识结构的框架。 1.关于比热容，下列说法中正确的是（ ） A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B．物体的比热容跟物体的温度有关 C．物体的质量越大，它的比热容越大 D．物体的比热容是物体本身的一种属性，与温度、质量没有关系 D 随堂练习 2.小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　） 几种物质的比热容（J/kg·℃） 水4.2×103 干泥土0.84×103 酒精2.4×103 铜0.39×103 冰2.1×103 铝0.88×103 水银0.14×103 铅0.13×103 A.汽车发动机用水来冷却效果好　　　 B.液体的比热容都比固体大 C.同种物质在不同状态下比热容值不同　 D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多 B 随堂练习 A．铝上升的温度较高 B．铜上升的温度较高 C．铝和铜上升的温度相同 3.质量相同的铜和铝，吸收了相同的热量，下列说法中正确的是(　　) B 随堂练习 4.质量为2kg的水在太阳的照射下，吸收了9.66×103J的热量，则水的温度升高多少OC？如果质量也为2kg的沙石在太阳的照射下，也吸收9.66×103J的热量，则沙石的温度会升高多少OC呢？已知c石=0.92×103J/（kg•OC） （通过这样的计算，你应该明白：在相同的太阳照射下，为什么沙滩上沙子的温度高，而水的温度低的缘故了吧？） 随堂练习 $$