内容正文:
12.3 研究物质的比热容
1.通过实验探究,比较不同物质的吸热能力。
2.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
3.会进行简单的吸热问题计算。
4.能尝试用比热容的概念解释有关的现象,提升对比热容概念的理解。
重点:比热容概念的建立。
难点:探究不同物质吸、放热性能不同的实验,现象分析。
【新课导入】
导入1:复习导入
请同学们回忆前面的内容回答问题:
(1)同样的壶,烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?哪个需要的热量多?
(2)同样一壶水,烧到50 ℃与烧开需要的热量一样吗?
由此我们可以得到什么结论?
导入2:情境导入
清晨起床后,小明想吃完方便面后再去学校,暖瓶中又无热水,但时间已经不多了,他是烧开半壶水来煮方便面,还是烧开一壶水煮方便面呢?若现在有温水,也有凉水,应该选择哪种水呢?将水烧开所用的时间长短与哪些因素有关?(将水烧开所用时间长短间接反映了什么?)
导入3:图片导入
早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。这是形容怎样的一种场景呢?江南水乡会有这种情况吗?
【课堂探究】
探究点一 探究物质的吸、放热性能
探究水和砂石的吸、放热性能
(1)提出问题:物体温度升高,吸收热量的多少与哪些因素有关?
学生猜想,老师记录。
(2)猜想与假设:不同物质质量相同,温度升高相同,吸热是否相同呢?
学生猜想,老师记录。
(3)教材演示实验:取两个相同的烧杯,甲烧杯里装水,乙烧杯里装相同质量的砂石,它们的初温相等,用相同的酒精灯同时给它们加热相同的时间,观察二者温度变化。
教师点拨:注意控制变量法的使用。取 质量 、 初温 相同的水和砂石,升高 相同的温度 看吸热是否相同,以 加热时间 的多少来看吸热的多少。
(4)进行实验与收集证据
物质
种类
质量
m/kg
初温
t/℃
末温
t0/℃
温度变化
Δt/℃
加热时间
T/min
水
砂石
(5)分析与论证
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是 不同 的。
(6)小组内部讨论、交流影响物质吸收热量多少的因素有哪些?怎样减小实验误差?不同小组之间交换意见。
教师进行梳理、总结如下:
①影响物质吸收热量多少的因素: 质量的量取 、 温度的读取 、 热量损失 等。
②将砂石换成煤油,选择型号相同的电加热器对两种液体进行加热,同时给烧杯加盖。
③取质量和初温相同的不同物质,比较它们升高或降低相同温度,吸收或放出热量的多少。
探究点二 什么是比热容
1.请同学们阅读教材P33“什么是比热容”,回答以下问题:
(1)定义:在数值上等于 单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收的热量 。比热容是物质的 特性 之一,用符号 c 表示。
(2)公式: c= 。
(3)单位: J/(kg·℃) 。
(4)物理意义:水的比热容: c=4.2×103 J/(kg·℃) ,其物理意义: 1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 。
2.让学生查看教材中比热容表,练习并查找水的比热容、冰的比热容、明白比热容的大小规律。
教师总结:①在所给物质中 水 的比热容最大。
②同种物质的不同状态比热容一般是 不同 的。
③不同物质的比热容一般是 不同 的。
3.(1)晴朗的夏天,在同一时刻,为什么内陆地区比沿海地区更热?
答案:质量和初温相同的水和砂石,吸收相同多的热量,由于水的比热容大,温度升高的少,因此沿海地区比内陆地区更凉爽。
(2)冬天,北方地区常用暖气供暖,暖气中为什么注入的是水而不是其他液体?
答案:质量和初温相同的水和其他液体,放出相同的热量,由于水的比热容大,温度降低的少,有更好的取暖效果。
总结:由于水的比热容较大,相同条件下温度变化不明显,因此在生活中有着广泛的应用。
4.比较吸热相同时砂石与水的温度变化
我们可以通过比较质量和初温相同的不同物质,吸收相同的热量,温度升高情况来比较比热容的大小,还有没有其他比较方法?阅读教材P34活动2,回答下列问题:
(1)质量是2 kg的砂石,吸收7.36×104 J的热量升高的温度是多少?请写出运算过程。
答案:Δt==40 ℃。
(2)质量是2 kg的水,吸收7.36×104 J的热量升高的温度是多少?请写出运算过程。
答案:Δt=≈8.8 ℃。
(3)质量和初温相同的砂石和水,吸收相同的热量,由于 水 的比热容大,升高的温度更 少 。
1.砂石的比热容是0.92×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是1 kg砂石温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是 0.92×103 J 。
2.若质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到40 ℃ 时,吸收的热量是1.84×104 J,则该物质的比热容为 0.46×103 J/(kg·℃);比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均 无关 (选填“有关”或“无关”)。
3.关于物质的比热容,下列说法正确的是(D)
A.将一铝块切去一半后,剩下部分的比热容为原来的
B.比热容大的物质,吸收的热量一定多
C.质量相同的不同物体,吸收相同的热量后,温度高的物体的比热容大
D.比热容是物质的一种特性,测定比热容可以辨别物质
4.用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若在相等的时间内,它们吸收的热量相等,则下列判断正确的是(B)
A.温度变化大的物质比热容大
B.温度变化大的物质比热容小
C.甲、乙两种物质的比热容一定相等
D.甲、乙两种物质的温度变化一定相等
汽车防冻液的成分
水在我国长期以来一直作为汽车发动机冷却液。但水不能防冻,在0 ℃时水结冰,体积增加8.3%,会因水结冰而造成缸体、散热器冻裂。为此,寒冷季节在室外停放,必须将散热器中的水放净,给使用带来不便。冷却水在工作中还会生成水垢,影响传热系数,加之水在100 ℃时便沸腾,所以,用水作冷却液已不适应汽车使用方便性和现代汽车发动机性能的要求。目前,国内外广泛采用乙二醇水基型发动机冷却液。
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