第三节 比热容（教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第十二章 内能与热机 物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 第3节 比热容 （本课件包含PPT32张；图片：12张；动图视频：4个；教学视频：5个） 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。知道水的比热容大这一特点在生活中的一些应用 02 科学思维 会查比热容表，能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。 03 科学探究 会运用控制变量法结合转换法设计和进行实验，能积极与他人交流探究结论，并能对数据进行初步评价。 04 科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 教学重难点 教学重点 教学难点 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 实验探究不同物质的吸热能力。 课堂引入 本节课将我们一起来探究相关问题。 夏日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【提出问题】质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同，有什么规律? 【实验器材及设计】两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和煤油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等。 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【实验装置图】 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【实验步骤】 取质量相等的水与食用油放入组装好的装置中，记下加热前它们的温度；接通电源，同时对它们加热相同时间；停止加热，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【实验表格】 液体 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况 “多”或“少” 水 100 20 42 6 多 煤油 100 20 55 10 少 水 200 煤油 200 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【分析论证】 相同质量的水和食用油油，升高相同的温度时，水吸收的热量比煤油多。 【学习任务一】比热容 探究新知 1. 探究不同物质吸热能力： 【实验结论】 质量相同的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量一般是不同的。 2. 比热容 （1）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （2）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 （3）定义式：比热容 C 探究新知 【学习任务一】比热容 （4）公式C中各物理量及其单位： Q 表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J） m 表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt 表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0 – t末温 C 表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号: J/(kg·℃) 2.比热容 探究新知 （5）水的比热容： 是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。 2.比热容 探究新知 （6）常见物质的比热容： 2.比热容 探究新知 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 物质 比热容c/J·kg-1·℃-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 蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103 砂石 0.92×103 铅 0.13×103 （7）影响比热容的因素： 比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。 比热容反映了物质的吸（放）热能力，比热容越大，吸（放）热能力强；比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。 2.比热容 探究新知 （8）思考讨论： 我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处？生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况？ 2.比热容 探究新知 （8）思考讨论： 因为水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 2.比热容 探究新知 探究新知 【课堂小练】 1．如图比较a、b两种液体的吸热情况，两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。记录的数据如下表： （1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量___________b吸收的热量（选填“”“”或“”）； （2）本实验运用的物理学研究方法主要有___________和转换法。 探究新知 【课堂小练】 1．如图比较a、b两种液体的吸热情况，两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。记录的数据如下表： 【答案】（1） （2）控制变量法 【解析】（1）分析表格可知，质量相等的液体a和b，升高相同温度时，a液体需要的加热时间更长，a液体吸收的热量多，即a吸收的热量大于b吸收的热量 （2）实验中为了比较a、b两种液体的吸热情况，控制了加热器的规格相同、用于加热的液体质量相同、初温也相同，比较两种液体升高相同的温度时所需要的加热时间，所以实验中用到控制变量法。两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较，所以还用到了转换法。 探究新知 【课堂小练】 2．下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（    ） A．汽车发动机用水作冷却剂 B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷 C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住 D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 【答案】B 【解析】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意； B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意； C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意； D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。 【学习任务二】热量的计算 探究新知 1. 热量的计算： 根据比热容公式C=Q/mΔt （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 【学习任务二】热量的计算 探究新知 1. 热量的计算： 根据公式Q=cm (t-t0) = cm△tΔt m 表示物质的质量，单位：kg △t表示改变的温度，单位：℃ C 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃） Q 表示吸收或放出的热量，单位：J 【学习任务二】热量的计算 探究新知 2. 热平衡： 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” 热平衡方程：Q吸 = Q放 探究新知 【课堂小练】 1．为使每个学生喝上放心安全的直饮水，济阳区大部分学校购置了饮水机。某饮水机的出水温度在20～45℃之间，适合学生直接饮用。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求该饮水机将35kg水由15℃加热至35℃需要吸收多少热量？ 【答案】见解析。 【解析】由题意可知水的温度的变化量为 Δt=t2-t1=35℃-15℃=20℃ 则水吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×35kg×20℃=2.94×106J 课堂小结 课堂小结 课内知识通关 1.关于物质的比热容，下列说法中正确的是（　　） A．吸收热量越多的物质，比热容一定越大 B．“暖气”用水做介质，利用了水的比热容大的特性 C．一瓶煤油用去一半，它的比热容变为原来的二分之一 D．冰化成水，比热容不变 考点：比热容的影响因素。 【答案】B 【详解】AC．比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，故AC错误； B．因为水的比热容较大，降低相同的温度，放出的热量多，屋子里更暖和，所以暖气用水做介质，利用了水的比热容较大的特性，故B正确； D．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），冰的比热容为2.1×103J/（kg•℃），所以一块冰化成水后，其比热容增大，故D错误。 课内知识通关 2. 相同质量的铝和铜，吸收了相同的热量，下列说法中正确的是（ ） A. 铝上升的温度较高 B. 铜上升的温度较高 C. 铝和铜上升的温度相同 D.以上均可能 考点：比热容公式变形、热传递。 【答案】B 【详解】A．热量是过程量，不能说物体含有的热量多，故A错误； B．物体质量相等的铜块和铝块，吸收相同的热量后，比热容大的升高的温度小，据此分析解答。 因为Q吸＝cmΔt，铜块和铝块质量相同，吸收的热量相同，且C铜< C铝，所以铝块升高的温度小，铜块升高的温度大；故B正确、ACD错。 课内知识通关 3.小明来到江汉油田“小龙虾”美食城，看到有清蒸和油焖两种加工方式的“小龙虾”。他想探究食用油和水的吸热能力，回到家里，他用下图中实验器材进行了探究。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量多 B．要取质量相同的水和食用油 C．要取体积相同的水和食用油 D．食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力强 考点：比热容实验。 【答案】B 【详解】A．实验时，用相同热源对两种液体进行加热，加热相同时间，水和食用油吸收的热量一样多，故A错误； BC．物体吸收的热量多少与质量有关，实验时要取质量相同的水和食用油进行加热，故B正确，C错误； D．相同质量的食用油和水吸收相等热量，食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力弱，故D错误。 课内知识通关 3.若100g水从20℃升温至90℃，要吸收多少热量？一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量？ 【c水=4.2×103J/(kg·℃)，c铁=0.46×103J/（kg·℃）】 考点：热量计算。 【答案】见解析。 【详解】水吸收的热量为 Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（90℃-20℃）=2.94×104J 铁钉放出的热量为 Q放=c铁m铁Δt铁 =0.46×103J/（kg•℃）×0.01kg×（1000℃-25℃）=4.485×103J 作业布置 1.基础性作业：完成课本P37中的1——4小题。 2.拓展性作业：课本P37中的第5小题。 思路知道 拉动绕在管子上的橡皮条时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使得管子的内能增大、温度升高；因管子与酒精有温度差，所以管子会把热量传递给酒精，酒精的温度升高、内能增加，酒精会汽化为蒸气，最终酒精蒸气对塞子做功，将酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能，故会看到塞子跳起来。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf57.77.100 $$