第十三章第1节热量比热容第二课时 课件2025-2026学年人教版物理（2024）九年级全册

第十三章 内 能 第1节 热量 比热容　 第二课时　 课时学习目标 2.利用热量的计算公式，进行简单的计算。 1.能根据比热容概念，推导出热量的计算公式。 　　一定质量的某种物质，在温度升高（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。 比热容反映了物质吸热、放热的本领，是物质的一种特性。同种物质比热容一定，不同物质的比热容一般不同。 比热容只与物质的种类、物态有关，大小等于吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，但与物体的质量，物体的温度、物体温度的变化，物体吸热、放热的多少等都无关。 复习 导入新课 比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度、就能计算它吸收的热量。 新课学习 沙子的比热容约为0.92×103 J/( kg・℃)，这表示质量是1 kg的沙子温度升高1 ℃时吸收的热量约为0.92×103 J.把质量是2 kg、温度为20 ℃的沙子加热到30 ℃，沙子吸收的热量约为多少? 利用这些热量给质量是2 kg、温度为20 ℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度? 想想议议 由 得，物质温度升高吸收的热量Q吸=cm（t-t0） Q吸  = c m (t-t0) ＝0.92×103J/(kg·℃)×2kg×(30℃-20℃)＝1.84×104J 质量为2kg的沙子温度从20℃升高到30℃，吸收的热量约为 新课学习 由 得，物质吸收热量升高的温度 新课学习 质量2kg、温度为20℃的水吸收1.84×104J的热量，温度会上升到 【例题1】质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，吸收的热量是多少？ 解：水吸收的热量 Q吸 = c m (t-t0) ＝4.2×103J/(kg·℃) ×10kg ×(65℃-25℃) ＝1.68 ×106J 知识点四 热量的计算 由 得，物质温度降低放出的热量 新课学习 【例题2】有一根烧红的铁钉，温度是800 ℃，质量是1.5g，它的温度降低到20 ℃，要放出多少热量? 钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃) 知识点四 热量的计算 解：铁钉温度降低放出的热量 Q放 = cm(t0-t) 　 =0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800 ℃-20 ℃) = 538.2 J 【例题3】在标准大气压下做水沸腾的实验，烧杯中装有质量200g、初温30℃的水。现在把这些水加热至沸腾。求： （1）水吸收的热量；c水=4.2×103 J/（kg·℃） （2）若这些热量全部被干泥土吸收，能让质量为多大的干泥土由15℃升高到25℃？c土=0.84×103 J/（kg·℃） 解：标准大气压下水的沸点为100℃. （1）把30℃的水加热至沸腾，水吸收的热量 Q水吸=c水m水（t水-t0水） =4.2×103 J/（kg·℃）×0.2kg×（100 ℃-30 ℃）=5.88×104 J （2）干泥土吸收的热量 Q土吸=Q水吸=5.88×104 J 知识点四 热量的计算 由Q吸=cm（t-t0）得，干泥土的质量 【例题4】某实验小组利用酒精灯对容器中500g冰均匀加热，他们每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。如图所示是他们根据实验记录的数据绘制的温度—时间图象，若相同时间内物质吸收的热量相同且不计热损失，请你根据图象计算：【水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）】 （1）CD段物质吸收的热量是多少？ （2）冰的比热容是多大？ （3）BC段物质吸收的热量是多少？ （1）CD段水吸收的热量Q水吸=c水m水（t水-t0水） =4.2×103 J/（kg·℃）×0.5kg×（20 ℃-0 ℃） =4.2×104 J 解：冰熔化成水，质量不变。 水的质量m水=m冰=500g=0.5kg 知识点四 热量的计算 （3）用同一个加热装置对物质加热，相同时间内物质吸收的热量相同。 AB段冰吸热时间（5min）为CD段水吸热时间（10min）的一半，所以AB段冰吸收的热量（Q冰吸）为CD段水吸收热量（Q水吸）的一半，即 Q冰吸= Q水吸= ×4.2×104 J =2.1×104 J （2）冰的比热容 知识点四 热量的计算 知识拓展 热传递和热平衡 热从温度高的物体传递到温度低的物体上（或热从物体高温部分传到低温部分）的现象叫作热传递。 在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收，最后两物体达到温度相同，即两物体达到热平衡。热传递过程中，若不计热损失，低温物体吸收的热量等于高温物体放出的热量Q吸 = Q放 . 知识点四 热量的计算 【例题5】质量为100g铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250g、温度为20 ℃的水中，水的温度最后升高到60 ℃（此过程中不计热损失）则炉子（炉火）的温度为____℃.【c水＝4.2×103 J/( kg·℃)，c铁＝0.46×103 J/( kg·℃)，结果保留整数】 解：水吸收的热量 Q吸＝c水m水(t－t0水) ＝4.2×103 J/( kg·℃)×0.25 kg×(60 ℃－20 ℃) ＝4.2×104 J 不计热量损失，铁块放出的热量Q放＝Q吸＝4.2×104 J 由Q放＝cm(t0－t)得，铁块的初始温度 973 炉火温度等于铁块的初始温度，为t炉火＝t0铁=973 ℃ 知识点四 热量的计算 不计热量损失，热水温度由100 ℃降低到35 ℃放出的热量： Q放＝Q吸=12500 J， 【例题6】吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶，已知袋上标有250 mL，为了使这袋牛奶的温度由15 ℃升高到35 ℃，妈妈至少要用100 ℃的热水多少千克？[设该牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)，牛奶的密度为1 g/cm3，不计热量损失] 解：由ρ＝m/V得，牛奶的质量： m1 ＝ρV＝1 g/cm3×250 cm3＝250 g＝0.25 kg， 牛奶升温时吸收的热量： Q吸＝c1m1(t－t01)＝2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(35 ℃－15 ℃)＝12 500 J， 由Q放＝cm(t0－t)得，水的质量 科学·技术·社会·环境 地球的温室效应 科学·技术·社会·环境 地球的温室效应 太阳通过热辐射把能量输送到地面，温暖了地球，养育了万物。 地表受热后，也会通过热辐射向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。 大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油、产生了过量的二氧化碳。另外，人类大量砍伐森林、削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气候变暖的重要原因。 如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川融化 、使得海平面上升，有些沿海城市面临建筑被淹和海水侵蚀等严重问题， 大量良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾、 而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。 热量 比热容 热量的计算 比热容 课时知识总结 课堂练习 1.用相同的电加热器同时加热质量相等的水和另一种液体，二者初温均为20℃，一段时间后，测得水的温度为40℃，另一种液体的温度为42.1℃. 另一种液体的比热容是多少?        解：水的温度由20℃加热到40℃吸收的热量 Q水吸＝c水m水(t水－t0) ＝4.2×103 J/( kg·℃)×m水×(40 ℃－20 ℃) 另一种液体的温度由20℃加热到42.1℃吸收的热量 Q液吸＝c液m液(t液－t0) ＝c液m液×(42.1 ℃－20 ℃) 用相同的电加热器同时加热质量相等的水和另一种液体，加热时间相同，水和另一种液体吸收的热量相等，即m水=m液，Q水吸＝Q液吸，则有 4.2×103 J/( kg·℃)×(40 ℃－20 ℃)＝c液×(42.1 ℃－20 ℃) 另一种液体的比热容c液＝ 3.8×103 J/( kg·℃) 课堂练习 2.太阳能热水器水箱内有200 kg的水,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).求: (1)在阳光照射下,水的温度升高了10 ℃,水吸收的热量; (2)天气原因,水箱内200 kg的水,温度从90 ℃降低到50 ℃,放出的热量。 解:   (1)水温度升高10 ℃吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×10 ℃=8.4×106 J; (2)水温度从90 ℃降低到50 ℃放出的热量 Q放=cm(t0′-t′) =4.2×103J/(kg·℃)×200 kg×(90 ℃-50 ℃)=3.36×107 J. 课堂练习 3.工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg,温度为20 ℃,放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却,最后与水达到共同的温度。[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c合金钢=0.42×103 J/(kg·℃)]求: (1)此刀具在火炉中吸收的热量; (2)淬火后水的温度。 解:   (1)合金钢刀具放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,达到热平衡,温度相同,所以,合金钢刀具的末温t=836 ℃,则此刀具在火炉中吸收的热量 Q合金吸=c合金钢m合金钢(t-t0) =0.42×103 J/(kg·℃)×1 kg×(836 ℃-20 ℃)=3.427 2×105 J 课堂练习 (2)将煅烧后的刀具迅速取出放入20 ℃的水中冷却,最后刀具与水达到共同的温度,为t', 则Q水吸=Q合放, 即c水m水(t'-t0')=c合金钢m合金钢(t-t'), 代入数据: 4.2×103J/(kg·℃)×5 kg×(t'-20℃) =0.42×103J/(kg·℃)×1 kg×(836 ℃-t'), 淬火后水的温度t'=36 ℃ 练习与应用： 3、5题 布置作业 Lavf58.12.100 $$