13.2 科学探究：物质的比热容 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十三章　内能与热机 第二节 科学探究：物质的比热容 九年级全一册•沪科版 第1课时　比热容 第2课时　比热容的应用和计算 学习目标 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.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。 第1课时　比热容 学习导入 思考 鸳鸯锅中哪个锅先煮开？ 学习探究 物体吸收热量多少与哪些因素有关？ 提出问题 猜想 1. 一壶水和半壶水都从20℃烧开，谁吸热多？ 2. 把一壶水烧开和烧成温水，谁吸热多？ 探究：影响物体吸热因素 质量 温度的变化 不同物质的吸热本领是否相同？ 探究 质量 温度的变化 物质的种类 控制变量法 水和煤油 相同（天平） 相同（温度计示数的变化） 如何知道物质吸热的多少？ 思考 加热时间 吸收热量 反映 转换法 完全相同的酒精灯（热源） 测量工具：秒表 天平:质量相同的水和煤油 温度计:升高相同的温度 完全相同的酒精灯,秒表:吸收热量的多少 实验器材 搅拌器：使物质受热均匀 等质量的水和煤油，升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比煤油吸收热量多。 实验结论1 物体吸收的热量Q与质量m、 温度变化∆t 、物质种类有关。 实验结论2 K∙ 【思考】 如何科学地比较不同物质的吸热本领呢？ 【方法】 质量相等、升温相同的相同物质、吸收热量相同 质量相等、升温相同的不同物质、吸收热量不同 质量、升温相同时比吸收的热量。 【讨论】 比较下表中哪杯液体的吸热本领更大？ 物质 质量 升温 吸热 A 4 kg 5 ℃ 6.3x104 J B 2 kg 5 ℃ 2.1x104 J C 2 kg 10 ℃ 8.4x104 J 1kg 1℃ Q/m 1.575x104 1.05x104 Q/(m△t) 3.15x103 2.1x103 4.2x103 Q/△t 4.2x103 8.4x103 水 4.2×103 砂石 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 比热容 大量实验证明单位质量的不同物质，温度升高（或降低）1℃时，一般都具有吸放热量不同的性质。 这种特性反映了不同物质的容纳热的本领。为了比较各种物质的这种性质，而引入比热容。 2.物理意义：反映物质吸热能力（本领）的强弱 物质的比热容越大，吸热能力越强，温度越不容易改变 1.定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。 Q：吸收(或放出）的热量（ J ） m：物体的质量 ∆t ：温度的变化量 （kg） （℃） 3.公式： 吸热温度升高 ∆t=(t末 -t初) 放热温度降低 ∆t=(t初 –t末) 4.单位: J／(kg ·℃) 焦耳每千克摄氏度 算一算： 已知水 m=2 kg，∆t =10℃，Q=8.4×104 J 求c ? 变形公式 水 4.2×103 砂石 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 物质的比热容表 J/(kg · ℃) 1kg的水，温度升高(或降低) 1 ℃，吸收(或放出)热量是4.2×103 J 比热容是物质的一种特性，它只与物质的 ， 有关，与 ， ， 无关。 种类 状态 Q m ∆t 一滴水和一桶水的比热容谁大？ 烧红铁块和常温的铁锅，谁的比热容大？ 一杯冷水和一杯热水的比热容谁大？ 思考 0 ℃ 10 g 的冰和0 ℃ 10 g 水的比热容一样吗？ 生活应用 为什么用冷水冷却发动机，用热水取暖？ 比热容的生活应用 水的比热容大，可以吸收或放出更多的热量 质量相同的沙子和水用相同的酒精灯加热相同的时间，为什么水升高 的温度小一些？ A.相同的时间，沙子温度升得高，说明沙子吸收热量多。 B.相同的时间，水吸收热量多。 C.沙子吸热后升温快，说明沙子比热容较_____。 D.水吸热后升温慢，说明水的比热容较_______。 小 大 因为水和沙子的 不同， 的比热容较大，白天同一日照条件下，海水比沙子温度的变化更 ；晚上的时候，气温下降，水和沙子放出同样的热量，水的温度下降地 ，因此海水昼夜温差较 。 比热容 水 低 更慢 海水很凉 沙子很烫 海水暖和 沙子变凉 中午 夜晚 小 你可知道，在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著，白天和夜晚的风向往往是不同的？ 白天，海面比陆地的温度更 ，气压更 ，风会从气压更高的 吹向气压更低的 ；夜晚，海面比陆地的温度更 ，气压更 ，风会从气压更高的 吹向气压更低的 。 思考 低 高 海边 陆地 高 低 陆地 海边 水稻是喜温植物，春季育秧时，为了防止霜冻，傍晚时常常在秧田里面 （灌水/放水），这是因为夜晚温度低，水放出热量时候降温更 （快/慢）；第二天太阳升起后，再将秧田 （灌水/放水），这是因为白天泥土地升温 。 生活应用 灌水 慢 放水 快 　　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。 水对气候有调节作用 课堂小结 比热容 （1）定义、单位 （2）比热容的单位，数量级——103表示。 （3）比热容是物质的一种特性.比热容与物质的种类和状态有关。 （4）水的比热容较大。记住：c水=4.2×103 J/（kg·℃） （5）应用:用热水取暖。用水冷却汽车的发动机。农村在培育秧苗时，为保证秧苗夜间不被冻坏，傍晚要往秧田里灌水。 课堂练习 1、下列物质的比热容发生改变的是（ ） A. 一杯水倒掉半杯 B. 水凝固成冰 C. 0℃的水变成4 ℃的水 D. 将铁块锉成铁球 B 2、下列说法正确的是 （ ） A.物体温度越高，比热容越大 B.物体吸收的热量越多，比热容越大 C.比热容是物质的一种属性，只与物质的种类和状态有关 D.物质的比热容跟物体的质量大小，温度变化的多少以及物 体吸收热量的多少都无关。 C 3、甲物体的比热容大于乙物体的比热容，若（ ） A.甲、乙质量相等，则甲吸收的热量一定多 B.甲、乙吸收的热量相等，则乙升高的温度一定多 C.甲、乙质量相等，它们升高的温度相同，则甲吸收的热量一定少 D.甲、乙质量相等，它们放出的热量也相等，则甲降低的温度一 定少 D 烧杯号 液体 质量（g） 初温（℃） 末温（℃） 加热时间（分） 1 甲 300 20 30 6 2 乙 300 20 25 6 3 乙 300 20 30 9 4、在探究物质吸热能力的时候，得到如上表格： （1）对比______两组可知，质量相同，升高温度也相同时，_________吸收热量更多,由数据可知，____吸热能力强。 （2）对比1、2两组数据，我们通过比较__________来反映物质吸热的多少，说明吸收的热量__ ___（选填“甲更多”“乙更多”“一样多”）。这时，我们可以通过比较____________来研究甲和乙吸热能力的差异。由数据可知，_____吸热能力较强。 1、3 乙 乙 加热时间 升高的温度 乙 一样多 （4）通过实验可得，物质吸热的多少与物质的种类__________。（选填“有关”或“无关”），吸收热量的多少还与_________和____________有关。因此实验时，要用到_____________法。 （3）实验中，用__________来反映物质吸热多少，这_________法。 加热时间 有关 转换 质量 升高的温度 控制变量 烧杯号 液体 质量（g） 初温（℃） 末温（℃） 加热时间（分） 1 甲 300 20 30 6 2 乙 300 20 25 6 3 乙 300 20 30 9 5、水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法，与此特点无关的是（　　） A．暖气设备用热水供暖 B．汽车发动机用水冷却 C．在地面上洒水来纳凉 D．往稻田里灌水防秧苗冻坏 C 学习目标 1.会进行简单的吸、放热计算。 第2课时　比热容的应用和计算 学习探究 比热容的计算公式: Q :吸收的热量 m :物体质量 t1 :物体初温度 t2 :物体末温度 根据物质比热容的定义可以计算出物体在温度变化过程中吸收(或放出)的热量。 热量的计算 热量公式的推导 Ｑ=ｃｍ∆t 计算比热容 计算质量 计算温度差 吸收热量的计算 为研究物质的吸热性能，同学分别对质量都为500g、初温都为20℃的水和煤油加热，结果水温升高了40℃。[不考虑热量损失，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），c煤油＝2.1×103J/（kg•℃），煤油的沸点为150℃] 求：（1）水吸收的热量； （2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，煤油升高到的温度。 放出热量的计算 如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为1000 kg，进水温度为55 ℃，出水温度为40 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求这段时间里： （1）水降低的温度Δt ； （2）水向外界放出的热量Q 。 利用吸放热相等计算 一个质量为4.2 g的烧红的铁钉，温度为600 ℃，若它的温度降低到100 ℃，释放的热量为多少？若这些热量全部用于加热100 g常温的水，则一个标准大气压下的水温将升高多少？ [已知铁的比热容为 0.46×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] $$