第1节 热量 比热容（大单元教学课件）物理人教版2024九年级全一册

第十三章 内能 物理九年级全一册 •人教版2024 第1节 热量 比热容 学习目标 01 02 03 04 物理观念 理解热量是热传递中能量转移的量度，掌握比热容是物质特性，能用公式Q=cm△t分析吸放热，解释水比热容大的应用现象。 科学思维 通过实验用控制变量法探究物质吸热能力，运用类比理解比热容，能根据公式推理吸放热与各物理量关系。 科学探究 完成比较水和食用油吸热能力实验，分析数据得出结论，能识别并改进实验误差。 科学态度与责任 感受物理与生活联系，关注能源利用中比热容的作用，实验中保持严谨态度。 重点难点 教学重点 教学重点 掌握比热容概念，理解Q=cm△t计算热量，通过实验探究物质吸热能力。 理解比热容是物质特性，区分热量、温度、内能概念，运用知识解释复杂生活现象（如沿海温差小）。 课堂导入 同一时刻、相同光照，为何沙子与海水的温度差异如此显著？ 沙子的温度60℃ 海水的温度28℃ 课堂导入 热量 比热容 吸热能力？ 不同物质吸收热量的本领是否不同？热量与温度变化存在怎样的关系？ 一、热量 探究新知 热传递中，能量如何‘流动’？这种转移的能量如何衡量？ 水壶烧水 冰块熔化 暖手宝捂手 阳光照射大地 1.概念：在热传递过程中，传递热的多少叫热量。 一、热量 探究新知 2.单位：焦耳，简称焦，符号：J。 3.热量是过程量，是物质从一种能量状态到另一能量状态过程中转移的那一部分能量。 4.热量与温度的关系：吸收热量温度不一定升高，如晶体（冰）熔化过程，吸热但温度不变；放出热量温度不一定降低，如水凝固过程，放热但温度不变。 5.热量只能说“吸收”或“放出”，不能说“含有”或“具有”。 探究新知 例1．在“生活处处有物理”的综合实践活动中、小明观察了厨房的一些设备和现象、下列解释正确的是（　　） A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度升高 B．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高 C．冬季通常可以看到厨房窗玻璃内表面上附着一层小水珠 D．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低 C 解：A．液体沸腾时，继续吸热，温度不变，因此用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰不能提高汤的温度，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有热量，刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头的温度高，故B错误； C．冬季玻璃温度较低，厨房内温度较高，温度较高的水蒸气遇到温度低的玻璃液化成小水滴，附着在玻璃的内表面上，故C正确； D．气体压强增大，水的沸点升高，煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高，所以水在高压锅内沸腾时的温度高于普通锅内的温度，温度越高，食物熟得越快，故D错误。 故选C。 1.猜想投票：（A. 水吸热多 B. 油吸热多 C. 一样多） 质量相同、升温相同，水和食用油谁吸收热量更多？ 探究新知 二、实验：比较不同物质吸热情况 2.设计实验 （1）器材：烧杯、温度计、天平、电加热器，秒表 探究新知 二、实验：比较不同物质吸热情况 （2）如何保证公平对比？ 答：选用相同的电加热器对相同质量的水和食用油加热，使它们升高相同的温度，比较加热的时间；或选用相同的电加热器对相同质量的水和食用油加热，加热相同的时间，比较升高的温度。 控制变量法 2.设计实验 （3）为何选用相同电加热器？ 探究新知 二、实验：比较不同物质吸热情况 答：因为物质吸收热量的多少无法 直接进行量度，故选用完全相同的 电加热器进行加热，通过加热时间的长短来判断物质吸收热量的多少。加热时间相等，吸收热量相同；加热时间越长，吸收热量越多；加热时间越短，吸收热量越少。这里使用了“ ”。 转换法 3.加热与数据采集 探究新知 二、实验：比较不同物质吸热情况 方法（一）：加热相同时间（2min） 探究新知 数据 加热时间（min） 水的温度（℃） 食用油的温度（℃） 0 26.1 27.9 2 41.9 85.1 方法（二）：升高相同温度（26℃） 物质 升高的温度（℃） 加热时间（s） 水 26 76 食用油 26 39 4.数据分析与结论 对比表格数据，发现： （1）加热相同时间（2min），食用油升高的温度（57.2℃＞15.8℃）快； （2）升高相同的温度（26℃），水加热的时间（76s＞39s）。 结论：质量相同的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同，水的吸热能力更强。 1.定义：单位质量的某种物质温度变化 1℃时吸放热的多少。 探究新知 分析实验数据发现：水的吸热能力强，用什么来描述物质的这种特性呢？ 三、比热容 2.公式： 吸热时：△t＝t－t0 (t0为初温，t为末温） 放热时：△t＝t0－t (t0为初温，t为末温） 3.公式变形 （1）求质量： （3）求热量： （2）求变化的温度： 探究新知 4.单位：焦/（千克·摄氏度），符号 J/（kg·℃）。 5.比热容是物质本身的一种特性，不同物质的比热容一般不同。 6.常见物质的比热容 探究新知 归纳总结：水比热容大→吸放相同热量，温度变化小 7.生活应用： 沿海城市” 与 “内陆城市”，对比昼夜温差曲线 A.沿海城市 B.内陆城市 汽车发动机冷却循环图 探究新知 例2．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热。记录相 关数据，并绘制出如图所示的图像（不计热量损失）。 (1)实验时，选用初温和 均相等的甲、乙两种液体； (2)加热10min，甲吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙吸收的热量，甲液体的沸点是 ℃； 解：（1）要研究两种液体的吸热本领，应控制两个烧杯中所装的甲、乙两种液体的初温相同、质量相等。 质量 等于 60 （2）[1]相同加热器加热相同时间，加热器放出的热量相等，因此甲吸收的热量等于乙吸收的热量。 [2]根据图像可知，当甲加热到60℃时，甲的温度不再上升，说明甲开始沸腾，因此甲液体的沸点是60℃。 探究新知 (3)乙液体的比热容是甲液体比热容的 倍，冬天用热水袋取暖，你认为在热水袋中装同温度的 液体取暖效果更好。 解：（3）[1]根据图像可知，甲加热10min温度的变化量等于 乙加热20min温度的变化量，即 由图可知 ，由题可知m甲=m乙，则： ，即 则c乙=2c甲，即乙液体的比热容是甲液体比热容的2倍。 2 乙 [2]冬天用热水袋取暖，在热水袋中装同温度的甲、乙液体，温度变化相同时，乙液体放出的热量多，则乙液体取暖效果更好。 公式推导 探究新知 四、热量的计算 由 得 （1）吸热时： （2）放热时： 探究新知 解：水吸收的热量是 答案：1.68×105J 例3．护城河雾霭升腾，坐上古色古香雕梁 画栋的游船，围炉煮茶，恍若穿越千年时 光。茶壶中装入 0.5kg 初温为 20℃的水， 用火炉加热至 100℃，已知 c水= 4.2×103J/（kg・℃），求水吸收的热 量是多少？ 探究新知 例4．某钢厂刚出炉的钢锭温度为860℃，质量是10kg，它的温度降低到20℃时，问： （1）钢锭要放出多少热量？[钢锭的比热容：0.5×103J/（kg·℃）] （2）钢锭放出的热量可以把多少千克20℃的水烧开？[水的比热容：4.2×103J/（kg·℃）] 解：①钢锭要放出的热量为 ②钢锭要放出的热量为： 答案：（1）4.2×106J （2）12.5kg 课堂练习 1.（2025·新疆乌鲁木齐·一模）在生活中，我们常常会利用物质的比热容来解决一些实际问题，以下说法正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水的比热容大这一特性 B．质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量多 C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大 D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化大 解：A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水蒸发吸热，故A错误；B．水的比热容较大，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多，故B错误；C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大，和相同质量的其它物质相比，升高相同温度时，水可以吸收更多热量，故C正确；D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为沿海地区水较多，水的比热容比砂石大，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，故D错误。 故选C。 C 课堂练习 2.（2025·上海金山·二模）甲、乙两个实心铜球吸热后，温度分别升高了△t甲、△t乙，已知甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量，甲球的质量小于乙球的质量，则（　　） A．△t甲一定大于△t乙 B．△t甲一定等于△t乙 C．△t甲可能等于△t乙 D．△t甲一定小于△t乙 解：甲、乙均是实心铜球，比热容c相同，甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量，甲球的质量小于乙球的质量，由可知，的数值关系不确定，所以△t甲与△t乙的大小关系不确定，可能大于、可能相等、可能小于，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 C 点评：本题考查了热量计算公式Q = cm△ t的应用，通过已知条件中两球吸收热量和质量的大小关系，分析温度变化量的大小情况。题目需要对公式进行灵活运用，综合考虑多个变量之间的关系，属于中等难度的题目，有助于加深学生对热量计算相关知识的理解和掌握 。 课堂练习 3．（2025·湖北鄂州·二模）利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，实验中使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．两个烧杯中加入的水和食用油体积相等 B．2min，a吸收的热量和b吸收的热量一样多 C．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断变大 D．吸热能力较强的是a，因为相同时间a温度升高更多 解：A．根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故应在两个相同的烧杯中加入质量（水和食用油密度不同，根据m=ρV，体积相同的水和食用油质量不同）和初温均相同的水和食用油，故A错误； B．实验中，使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，，所以，2min时a吸收的热量与b一样多，故B正确； C． a和b的吸热能力即比热容是物质的特性，它不会随着温度的升高而增大，故C错误； D．由图乙知道， a、b的加热2min时间，b温度变化小，由于使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强，故b的吸热能力强，故D错误。 故选B。 B 课堂练习 4．（2025·甘肃兰州·二模）热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 解：（1）由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J，故1卡=4.2J。 （2）茗茗消耗的能量 （3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量 Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J 运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。 课堂小结 布置作业 1.基础性作业：教材P7 ①-⑥题 2.拓展性作业： （1）设计一个实验，比较不同物质（如沙子、泥土、砖块等）的比热容大小，写出实验方案和预期结果。 （2）调查当地的能源利用情况，分析其中涉及到的比热容知识，以及如何利用比热容知识提高能源利用效率，写一篇小论文。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$