第1节 热量 比热容（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第10章 内能 第1节 热量 比热容 01 02 03 04 05 CONTENTS 热传递 热量 物质的吸放热与哪些因素有关 如何描述不同物质吸放热的性质 热量的计算 学习目标 1. 知道热传递现象，热传递的主要方式； 2. 了解热量的概念、表示、单位； 3. 比较不同物质的导热性， 4. 探究物质的吸放热与哪些因素有关； 5. 掌握物质的比热容的定义、公式及有关计算； 6. 水的比热容较大及其应用； 7. 热量的计算。 重点难点 教学重点： 1.热传递的特点；热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少； 2.物质的比热容； 3.水的比热容较大及其应用。 1.温度、热量、能量等概念辨析； 2.比热容的应用——判断热传递的方向； 3.热量计算的综合应用。 教学难点： ①.用煤气灶烧水；②.一端烧红的铁棍，过一段时间，为什么另一端也可能感受到“烫手”？；③加热的位置在蒸笼下方，为什么上方的食物也能煮熟？ 热传递 烧水 一端烧红的铁棍 用蒸笼煮食物 上面三个情景中发生了什么热现象？ 情景引入 PART ONE 热传递 热量 探究新知 能量从温度高的太阳辐射到温度低的沙子， 又从沙子传导到温度更低的脚底，这是一种热传递现象。 温度高 温度低 辐射 传导 温度更低 交流讨论 注：“的物体（或部分）”是指温度不同的两个物体，或温度不同的两个部分（同一物体）。 举例说明你所知道生活中的热传递现象，并指出它是属于热传递的哪种方式。 1.热传递的三种方式：(热)辐射、（热）传导、*（热）对流； 2.热传递的条件：温度差； 3.热传递传递的是：能量（而不是温度）。 热传递的特点 点击播放 问题1：热传递的方式有哪几种？请分别指出上列情景中相应过程中热传递的方式。 炒饭 （热）传导 煮开水 （热）对流 晒太阳 （热）辐射 问题2：热传递的过程中，物体间的能量生了怎样的转移？ 能量从温度高的物体转移到了温度低的物体。 在热传递的过程中，温度高的物体放出能量；温度低的物体则吸收这些能量。 在物理学中，把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量。热量通常用Q表示。在国际单位制中，热量的单位与能量的单位相同，都是焦耳，简称焦，符号是J。 温度、热量、能量的概念的联系与区别（在热传递中） ①热量不能说含有（是一个过程量）、温度不能说传递； ②热量与能量：热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少。 热量 如图10-1-2所示，木棒和铜棒安装在金属支架上，在这两根棒的末端分别用凡士林等距离地粘上一根牙签。用酒精灯加热金属支架A端，观察哪根牙签先落下。 自主活动：比较比较不同物质的导热性 大量实验表明，不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等（金属）物质容易导热，制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。 通过上述实验发现，粘在铜棒上的牙签落下时，木棒上的牙签还牢牢地粘在上面。这说明铜棒的导热性比木棒的导热性强。 PART TWO 物质的吸放热与哪些因素有关 1. 烧水时，加热时间越长，水吸收的热量就越多，水温就越高。即质量相同时，温度升高得越多，水吸收的热量就越多。烧开一壶水比烧开半壶水所需时间长，说明升高相同的温度，水的质量越大，吸收的热量越多。 2. 相同的日照时间，海水升温少，砂石升温多，这是什么原因呢? 问题引入 如图10-1-4所示，利用红外加热器、温度传感器、电子天平、搅拌器、烧杯等器材，测量质量相同的水和干燥砂石吸收热量后温度变化的相关数据。加热器在相同时间放出的热量相等。 自主活动 1. 设计表格并将水和干燥砂石在加热过程中的温度与加热时间记录在表中，或者描绘两种物质的温度随加热时间变化的图像。 2. 根据数据或图像所反映的情况讨论水和干燥砂石吸热性质的差异。 加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 26 28 水 20 21 22 23 24 实验数据（表格） 温度/℃ 0 2 4 6 时间/min 沙子 水 数据分析—描绘图像 在上述实验中，要使相同质量的水和砂石升高相同的温度，水需要加热的时间长，说明水吸收的热量更多。 同样，质量相同的水和砂石降低相同的温度，水放出的热量也比砂石多。 大量实验表明，物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。 实验结论 PART THREE 如何描述不同物质吸放热的性质 1.比热容描述不同物质吸放热的性质：为了描述不同物质吸放热的性质，物理学中引入了比热容这一物理量。 2.比热容的定义：一定质量的某种物质，温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或 降低)的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 3.比热容用c表示，单位是焦/(千克 · 摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。与密度一样，比热容是反映物质自身性质的物理量。 物质的比热容 c = Q m·∆t Q的单位：焦耳（J） m的单位：千克（kg） ∆t的单位：摄氏度（℃） 5. 单位：J/（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度。 4. 如果用m表示物质的质量，△t表示物质升高或降低的温度，Q表示物质吸收或放出的热量，物质的比热容c可表示为  水的比热容是： 4.2×103J／（kg·℃） 4.2× 103焦耳每千克摄氏度 1kg水每升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)热量为4.2×103J。 读 作: 物理意义： 举例辨析 通过表格可以发现什么？ 表10-1-1给出了常温下一些常见物质的比热容。 常见物质的比热容 通过表格可以发现： （1）不同物质的比热容一般不同，如：（冰和煤油），其比热容相同; （2）常见物质中，水的比热容最大，是4.2×103J/（kg·℃）; （3）物质的比热容与物态有关，如水和冰的比热容不同; （4）大多数液体比热容大于固体比热容，液态金属水银除外。 影响比热容 有关因素：物质种类、状态; 无关因素：质量、温度、吸收或放热的多少。 想一想：同一天上海的日温差比新疆库尔勒小(图10-1-5),你能用比热容的知识解释这一现象吗? 水的比热容较大 水的比热容相对较大，水的这一热学特性有许多实际应用。 1. 夏季蒸发吸热降温：夏季，城市街道通过洒水降温。 2.调节地表温度：除了蒸发吸热外，水在温度上升时，可以更多地吸收地表的热量。地球表面大部分面积被海水所覆盖。白天，来自太阳的热量大多被海水吸收；夜晚，海水放出大量的热量。因此，整个地表附近温度变化不大，适合生命生存。 3.汽车发动机的冷却剂：此外，汽车发动机及发电机线圈中的冷却剂通常都采用水或水溶液(图10-1-6),可以更多地吸收发动机、发电机工作过程中放出的热量。 4.航天服的液冷服和通风服：我国自主研发的舱外航天服有六层，其中的液冷服和通风服用来帮助航天员出舱活动中散发过剩的体热。通过水在液冷服内部管道中的循环流动，航天员的体温得以及时、有效的调节，对航天员起到保护作用(图10-1-7)。 PART FOUR 热量的计算 ②物体温度升高时，所吸收的热量为： ③物体温度降低时，所放出的热量为： t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt c ①根据比热容公式 热量的计算公式 热平衡 （1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”. （2）热平衡方程：Q吸 = Q放. 热量和热平衡 （1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt. （2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用. 热量和热平衡问题的计算 （3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差. （4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放. 例题1. 在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到多少℃？ 解：根据热量公式 Q = cmΔt，水升高的温度为： 由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃不变，故水的末温为100℃。 例题2.使20 g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103 J/(kg·℃)］ 解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J； 由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量 1 ．在国际单位制中，热量的单位是 ( ) A ．牛（N） B ．瓦特（W） C ．焦耳（J） D ．摄氏度 (℃) 课堂练习 C 2 ． 甲、乙两物体相互接触后不发生热传递现象，这是因为它们具有相同的 ( ) A ．体积 B ．质量 C ．比热容 D ．温度 D 3 ．关于热传递，下列说法中正确的是 ( ) A ．热量总是从热量多的物体传给热量少的物体 B ．物体间不接触就不能进行热传递 C ．通过一定方式可使能量从高温物体传给低温物体 D ．热传递就是温度的传递 C 4 ．物理学中引入比热容，是为了比较 ( ) A ．不同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收热量不同 B ．不同质量的同种物质，吸收相同热量，升高温度不 C ．相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同 D ．以上说法都不对 C 5 ．水的比热容是4.2 × 103焦 /(千克 .℃) ，它表示的物理含义是 ，吸收的热量是4.2 × 103焦 。人们常说“水是生命之源”，一杯水当喝掉半杯后，剩下水的比热容 （选 填“变大” 、“变小”或“不变”），发动机用水作冷剂，是因为水的比热容在常见的物质中比较大。  1kg的水升高1℃  不变 6 ．甲、乙两物体质量之比为 3 ∶2 ，吸收热量之比是 2 ∶5 ，吸收的热量使得温度升高，温度变化之比为 3 ∶4 ，则甲、乙两物体比热容之比是 ( ) A ．16 ∶45 B ．1 ∶5 C ．20 ∶9 D ．4 ∶5 A 7．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 课堂小结 1．小王同学在使用家里的铁锅发现，用铁锅加热相同质量的油和水时，水的温度上升较慢，这是因为水的 ；而他家的铁锅的手柄用塑料制成，这是利用了塑料的导热性 （选 填“强”或“弱”）。 布置作业 比热容大 弱 2 ．铝的比热容为0.9 × 103 焦/（千克·℃) , 其单位读作 。若质量相同的水和铝块吸收相同的热量后，水升高的温度 铝升高的温度；若质量相同的水和铝块降低相同的温 度，水放出的热量 （以上两空均选填“大于” 、“小于”或“等于”）铝放出的热量。 焦每千克摄氏度 小于 大于 A ． 甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B ．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C ．加热时间相同， 甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D ．加热时间相同， 甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 3．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知 ( ) A 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.46.101 $$