12.3 物质的比热容(课件)2025-2026学年沪粤版九年级物理上册

12.3 物质的比热容 第十二章 内能与热机 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 课时讲解 1 课时流程 2 不同物质的吸热、放热性能 比热容 热量的计算 知识点 不同物质的吸热、放热性能 知1－讲 1 实验目的 探究水和砂石的吸热性能。 设计实验方案 (1)根据控制变量法，为了探究物质的吸热性能与物质种类的关系，需要选取质量相同的水和砂石，使它们吸收相同的热量。 (2)根据转换法，为了比较物质的吸热性能，采用相同热源给物体加热，加热相同时间，比较物体升高的温度。 知1－讲 实验过程 (1)用天平分别称取100 g水和100 g砂石(干燥的)并分别将它们装入相同规格的烧杯中。 (2)用温度计分别测量水和砂石的初温。 注意是质量相等而不是体积相等。 知1－讲 (3)组装实验装置，如图1所示。 知1－讲 (4)用同一盏酒精灯先后给两个烧杯里的水和砂石加热，用温度计每隔1 min 记录一次水和砂石的温度。 注意控制加热时间，不要让水过热或沸腾。 知1－讲 数据记录 如表格所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 水的温度/℃ 16 22 27 33 38.5 44.5 砂石的温度/℃ 16 23 32 42 54 67 知1－讲 分析论证 因为选用的是同一盏酒精灯，所以在相同时间内水和砂石吸收的热量是相同的。分析数据可以得出，相同时间内, 水升高的温度比砂石的少。若让它们升高相同的温度, 就要对水加热更长的时间, 即升高相同温度时水吸的热量更多。 知1－讲 实验结论 (1)质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不相等的。 (2)不同物质的吸热能力是不同的。 知1－讲 方法点拨 比较物质吸热能力的两种方法 (1)使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的物质吸热能力强； (2)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的物质吸热能力强。 知1－练 例 1 [江西月考] 探究不同物质的吸热能力： 知1－练 (1)如图2(a)所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入质量相同的煤油和水，用相同的电加热器给它们加热，这里通过加热时间来反映吸收的________，运用的科学方法是 ________法。 热量 转换 知1－练 解析：用相同的电加热器给它们加热，使煤油和水在相同时间内吸收的热量相同，通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。 知1－练 (2)小雨进行实验时，每隔2 min 记录煤油和水的温度，得到的数据如下表： 加热时间/min 0 2 4 6 8 煤油的温度/℃ 20 28 36 44 52 水的温度/℃ 20 24 28 32 36 知1－练 实验结果表明：不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量_________。为了表示物质的这种特性，物理学中引入了物理量________。 不同 比热容 知1－练 解析：根据实验数据可以发现：在质量相等、升高的温度相同时，水的加热时间长，吸收的热量多，即质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是不同的，为了表示物质的这种性质，物理学中引入了比热容这个物理量。 知1－练 (3)根据实验数据，绘制了两种液体的温度随加热时间变化的图像[如图(b)所示]，其中图线____表示的物质是煤油。 甲 知1－练 解析：由图(b)可知，加热时间相同，即吸收的热量相同，乙升高的温度低于甲升高的温度，故乙的吸热能力强，则乙对应的是水，甲对应的是煤油。 知1－练 (4)同组小明认为还可用以下方法比较不同物质的吸热能力：使_____相同的不同物质吸收相同的热量，比较它们___________。 质量 升高的温度 解析：比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量，比较升高的温度，温度升高越多，吸热能力越弱。 知1－练 1. 探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中，在两支相同的试管中分别加入水和沙子，用同一酒精灯加热(如图所示)，实验数据记录如下表。 物质 升高10℃所需时间/s 升高20℃所需时间/s 升高30℃所需时间/s 水 54 110 167 沙子 11 23 36 知1－练 (1)试管中加入的水和沙子应保证_______(填“体积”或“质量”)相等。 (2)实验中， 物质吸热的多少是通过____________(填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映的。 (3)分析表中数据可知，这两种物质吸热能力较强的是____　(填“水”或“沙子”)。 质量 加热的时间 水 知2－讲 知识点 比热容 2 1. 物理意义 表示不同物质吸热能力的物理量，比热容越大，吸热能力越强，温度越不容易变化。 2. 定义 在物理学中，比热容在数值上等于1 kg的某种物质，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量。用符号c 表示。 知2－讲 3. 定义式 4. 单位 焦/(千克·摄氏度)，符号是 J/(kg·℃)。 知2－讲 深度理解 比热容是物质的一种属性，故“质量和升高 (或降低)的温度相同时，比热容与吸收(或放出)的热量成正比”“吸收(或放出)的热量和质量相同时，比热容与升高(或降低)的温度成反比”等都是错误的说法。 知2－讲 5. 一些常见物质的比热容 物质 比热容c/ [J·(kg·℃)-1] 物质 比热容c/ [J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 铅 0.13×103 知2－讲 分析思考 从上面表格中发现了什么？ 分析结论 不同物质的比热容一般不同；水的比热容最大；同种物质不同状态的比热容不同，例如冰和水；不同物质的比热容可能相同，例如煤油和冰。 知2－讲 6. 水的比热容大的应用 (1)水的比热容大，和其他常见物质相比，在质量相同时，吸收(或放出)相同的热量，温度变化小。 (2)水的比热容较大的应用：①散热剂和冷却剂；②冬天，人们常在热水袋中装入热水来取暖；③调节气候等。 知2－练 [潮州期末] 张华同学根据下表所提供的数据分析得出了四个结论， 例 2 几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)－1] 水 4.2×103 水银 0.14×103 酒精 2.4×103 砂石 0.92×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 知2－练 其中正确的是(　　) A. 固体的比热容一定比液体的比热容小 B. 同种物质发生物态变化后，比热容不变 C. 一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 D. 质量相等的水和煤油，吸收相同的热量后，水的温度变化小 知2－练 解析：由表格数据可知，水银是液体，砂石是固体，但水银的比热容小于砂石的比热容，因此固体的比热容可以大于液体的比热容，故A错误；比热容是物质的一种性质，与物质的种类和状态有关，因此同种物质发生物态变化后，其比热容会改变，比热容的大小与质量、吸收的热量无关，故B、C错误；质量相等的水和煤油，吸收相同的热量后，由于水的比热容大，则水的温度变化小，故D正确。 答案：D 知2－练 2. [中考·宜昌] 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分 别测量它们的温度，并画出了 温度随时间变化的图像如图 所示， 知2－练 由图像可知(　　) A. a液体的比热容小 B. b液体是水 C. 0 ～ 3 min内a液体吸收的热量少 D. 升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 D 知2－练 下列与比热容有关的生活现象，描述正确的是(　　) A. 沙漠地区昼夜温差小 B. 汽车发动机常用水做冷却剂 C. 在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢 D. “早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照 例 3 知2－练 解析：沙漠地区的砂石多，白天太阳照射，砂石吸收热量， 由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温升得很高；晚上，砂石放出热量，由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温降得很低，故会出现早晚温差大的现象；水的比热容较大，所以湿泥土的比热容比干泥土要大一些；在阳光照射下吸热相同时，由 Δt＝可知，湿泥土升温慢一些，干泥土升温快一些； 知2－练 因为砂石的比热容较小，白天，吸收热量后，砂石的温度升高得多，气温较高；夜晚，放出热量后，砂石的温度下降得多，气温较低，由此可知沙漠地区昼夜温差大，产生了“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象。 答案：B 知2－练 3. [中考·福建] 城市中修建人工湖和湿地公园，可以调节气温，这主要是利用水的(　　) A. 密度较大 B. 沸点较高 C. 比热容大 D. 流动性好 C 知3－讲 知识点 热量的计算 3 1. 热量的计算公式 (1)温度升高时，吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)或Q吸＝cmΔt。 (2)温度降低时，释放的热量Q放＝cm(t0－t)或Q放＝cmΔt。 上面公式比热容c的单位为 J/(kg·℃ )，初温t0和末温t的单位为℃，热量Q的单位为 J，质量m的单位为 kg。 Δt是升高或降低的温度，吸热升温时Δt＝t－t0，放热降温时Δt＝t0－t。 知3－讲 2. 进行热量计算时应注意的问题 (1)公式适用条件：物态不发生变化时物体升温(或降温 )过程中吸热(或放热)的计算。因为在物态变化过程中物体吸收或放出了热量 , 但是温度可能没有变化。 知3－讲 (2)对公式进行变形可求其中任意一个物理量，如c＝，Δt＝。其中，吸热时，Δt＝t－t0，放热时，Δt＝t0－t。 (3)“温度升高 ( 降低 ) 到”和“温度升高 ( 降低 ) 了”是有区别的，“升高(降低 )到”指的是物体的末温，“升高(降低 )了”是指物体温度的变化量。 知3－讲 解题技巧 应用公式计算热量的步骤 (1)根据题意确定吸热物体和放热物体； (2)分析已知条件，并统一单位； (3)根据物理过程，依据条件选择公式； (4)代入数据求解，并讨论结果的合理性。 知3－练 [中考·上海] 5 kg的水温度由40 ℃下降到20 ℃，放出的热量Q放为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 例 4 解：水放出的热量 Q放＝c水m(t1－t2)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg× (40 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J。 知3－练 4. 新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的_____能，将 2 kg 的水从20 ℃加热到 70 ℃，水吸收的热量为 _________J。 [c水＝ 4.2×103 J/(kg·℃)] 内 4.2×105 知3－练 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·℃)] 解：铁钉温度降低 Δt＝＝＝1 000 ℃， 铁钉的初温t1＝t2＋Δt＝20 ℃＋1 000 ℃＝1 020 ℃。 例 5 知3－练 5. [中考·长沙] 雷电是大气中一种剧烈的放电现象，某次雷电释放了2.1×109 J 的能量，若这些能量全部被水吸收，可使质量为________kg 的水从 0 ℃升高到 50 ℃。 [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 1×104 物质的比热容 比热容 热量计算 水的比热容 大的应用 定义 物理意义 $$