第1章 内能 （复习课件）物理教科版2024九年级上册

单元复习 九年级物理上册 •教科版2024 第1章　内能 课堂导入 群山之巅，白雪皑皑 天高云阔，气象万千 在空中，在雪中，在地表，在地下，均成物质的微小粒子无处不在它们的排列和运动，构筑了我们这个或温暖或炽热或寒冷的世界。阳光铺洒在雪地上，带来温暖，带来融化，带来昼夜温差，带来四季轮转。这是热的作用，这有能量的影子。 1. 知道分子热运动、分子的扩散现象，并能解释生活中的热现象。 2. 了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 3. 了解热量的概念，知道改变内能的方法。 4. 了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象， 　利用比热容计算热量的大小。 重点 难点 学习目标 谢谢聆听 目录 第1节 分子动理论 第2节 内能和热量 第3节 比热容 目录 本章思维导图 分子动理论 内能 物质是由大量的分子、原子构成的 人们通常以10-10m为单位来量度分子 不同的物质在互相接触时 彼此进入对方的现象。 一切物质的分子都在不停地做无规则运动。物体温度越高分子运动越剧烈。 扩散现象 分子之间同时存在引力和斥力 内能和热量 物质的构成 分子热运动 分子间的作用力 温度 热运动 定义：温度是表示物体冷热程度的物理量。 温度对扩散的影响 分子热运动越剧烈，温度越高，扩散越快。 概念:物体内部大量分子无规则运动。 物体的内能 改变内能的方式 概念:物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。 影响因素：物体温度、质量、状态、体积、种类等。 热传递 做功 物体吸收热量内能增大 物体放出热量内能减小 外界对物体做功，物体内能增大 物体对外界做功，物体内能减小 燃烧： 放出热量 燃料 热值 定义：我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量的比，叫做这种燃料的热值。 热值反映了单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量。 比热容 物体的吸热能力 温度与热运动 相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量也不同。 比热容 公式： 单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg·℃） 表示物质的吸热能力，是物质的自身性质。 影响比热容的因素：物质的种类和状态。 热量的计算 定义: 某种物质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。 放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt 水的比热容比较大及其应用 第1节 分子动理论 分子动理论 知识点一　物质的构成 物质的构成 1.物质是由极其微小的粒子——分子、 原子等构成的。 分子直径非常小，通常以10-10m为单位来量度分子。 2.分子的大小 用肉眼直接看不到，用电子隧道扫描显微镜可以帮助我们观察到分子。 3.分子的数量数量巨大 　　一滴水中（约1cm3）约有1.67×1021个水分子。如果一个人每秒钟数1万个，他要不停地数100多亿年才能数完。 知识点二　分子的运动 1.扩散现象 ①定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散。 ②扩散现象的理解 分子的运动 扩散现象说明了什么？ a.气体、液体和固体中的每一个分子都在永不停息地做无规则运动。 b.分子间存在间隙。 a.一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。 b.一般地，固体间扩散最慢，液体次之，气体最快。 注意事项 知识点二　分子的运动 ③固体、液体和气体的扩散现象 【气体的扩散】 ①二氧化氮气体的扩散。 ②生活中气体扩散的现象：闻到的各种气味，如香水味、桂花香、菜味、烟味等。 火锅香味四溢 春暖花开，满园飘香。 知识点二　分子的运动 【液体的扩散】 硫酸铜溶液的扩散 【固体的扩散】 　　把铅板和金板紧压在一起，在室温下放置5年。铅板里会渗入一些金，金板里面会渗入一些铅，互相渗入1mm。 知识点二　分子的运动 2.分子的运动 　　一切物质的分子在不停地做无规则运动。分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。 固体、液体和气体中的每一个分子都在永不停息地做无规则运动。固体、液体和气体都会发生扩散。 知识点二　分子的运动 德谟克利特认识到 ： 扩散是花香扑鼻的原因。 火锅香味四溢 将硼、磷等物质扩散到硅晶体，制成各种性能的半导体。 在机械制造行业，常在齿轮、轴等表面层中渗碳、渗硅，来改善其表面性能。 3.生产生活中的扩散现象 知识点三　分子间的作用力 分子间的作用力 1.分子间存在着相互作用的引力和斥力 分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系， 我们可以利用弹簧连着的小球类比分子间的作用力。 平衡距离，引力等于斥力 距离变大，引力 距离变小，斥力 2.认识分子间的作用力 ①将两个表面光滑的铅块相互紧压，两个铅块紧紧粘在一起，吊一个重物都不能把它们拉开。 ③用力压缩活塞内的水时，注射器内的水很难被压缩。 ②将一块玻璃板吊在弹簧测力计下称量并读数，然后将玻璃板水平接触水面，缓缓向上用力拉弹簧测力计，则示数将变大。 知识点三　分子间的作用力 在分子的“生活”中，分子间的相互作用力具有很大的意义。 物质三态——气态、液态和固态，其区别就在于三态中分子间的相互作用和分子的运动状态不同。 固态 固体分子间距离很小，作用力很大，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。 液态 液态分子间距离比固体稍大，作用力较大，可以振动也可以移动。具有一定的体积，没有一定的形状，可以流动。 气态 气体分子之间距离很远，彼此间相互作用力可忽略，能够自由移动，没有一定体积和形状，具有流动性。 知识点三　分子间的作用力 分子动理论的基本观点 常见的物质是由大量分子构成的； 物质内的分子在不停地做热运动； 分子之间存在引力和斥力。 知识点三　分子间的作用力 典例剖析|分子热运动与扩散现象 【例题1】下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　） A．春天，大明宫里的柳枝随风飘扬 B．夏天，华山上云雾缭绕 C．秋天，植物园里桂花飘香 D．冬天，太白山上大雪纷飞 C 典例剖析|分子热运动与扩散现象 解：A．春天，大明宫里的柳枝随风飘扬，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故A错误； B．云雾缭绕，我们能直接看到云雾，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故B错误； C．桂花飘香，是花香分子在不停地做无规则运动，故C正确； D．雪花纷飞，我们能直接看到雪花，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故D错误。 故选：C。 典例剖析|分子热运动与扩散现象 【例题2】如图所示是一种常见的家用香熏，放入房间后，经过一段时间“满屋都香了”，怡人的清香提升了生活品质。下列现象与“满屋都香了”的原理相同的是（　　） A．花瓣漫天飞舞 B．酒香不怕巷子深 C．两个表面光滑的铅块挤压后会“粘”在一起 D．自行车轮胎充足气后还能再打入适量的气体 B 典例剖析|分子热运动与扩散现象 解：家用香熏，放入房间后，经过一段时间“满屋都香了”说明分子在不停地做无规则的运动； A、花瓣漫天飞舞，是机械运动，故A不符合题意； B、酒香不怕巷子深说明了分子永不停息地做无规则运动，故B符合题意； C、两个表面光滑的铅块挤压后会“粘”在一起说明了分子间存在着引力，故C不符合题意； D、自行车轮胎充足气后还能再打入适量的气体说明分子间存在间隙，故D不符合题意。 故选：B。 典例剖析|分子热运动与扩散现象 【例题3】如图所示的装置是演示气体扩散现象的，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。 根据______________________现象可知气体发生了扩散。 扩散现象说明_______________________。若实验温度分 别为①0℃、②4℃、③20℃、④30℃，则在____（填序号） 温度下气体扩散最快。 A瓶内的气体颜色会变红 分子在不停地做无规则运动 ④ 典例剖析|分子热运动与扩散现象 解：二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把二氧化氮放在下方； 将两个瓶口对在一起，二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以下面瓶内的气体颜色会变淡，上瓶内的气体颜色会变红； 分子无规则运动的速度与温度有关，而且温度越高，运动速度越快，实验温度在30℃时气体扩散最快。 故答案为：A瓶内的气体颜色会变红；分子在不停地做无规则运动；④。 方法点拨|分子热运动与扩散现象 气体、液体和固体之间都可以发生扩散，且不同状态的物质之间也可以发生扩散。 正确理解扩散现象 1.扩散现象只能发生在不同的物质之间； 2.不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象； 3.扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象，而不是单一的一种物质的分子进入另一种物质。 区分扩散现象 扩散现象是指分子的运动，应注意将扩散现象与物体颗粒的运动相区分。 如在阳光下看到的灰尘飞扬，是固态颗粒运动，而不是分子的无规则运动，故这个现象不是扩散现象。 易错点 典例剖析|分子间的作用力 【例题4】水卫工人通过热熔法将图中的两根PPR管连接起来后很难再被拉开。这个现象说明（　　） A．分子直径很小 B．分子间存在引力 C．分子间有空隙 D．分子间存在斥力 解：水卫工人通过热熔法将图中的两根PPR管连接起来后很难再被拉开。这个现象说明分子间存在引力，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 B 典例剖析|分子间的作用力 【例题5】把一块表面很干净的玻璃板水平地挂在弹簧测力计下（如图a），手持弹簧测力计上端，将玻璃板放到恰好与水槽内水面相接触（图b），并慢慢向上提起弹簧测力计。则两次弹簧测力计的示数Ta____Tb（选填“＜=＞”），其原因是___________________________________________。 玻璃板和水面接触，玻璃分子和水分子间有引力 ＜ b b 典例剖析|分子间的作用力 解：由图可知，图a是弹簧测力计在空气中的读数，图b是玻璃板恰好与水槽内水接触时，并慢慢向上提起弹簧测力计时的读数，因为玻璃板和水面接触，玻璃分子和水分子间有引力，所以图b的读数大于图a的读数。 故本题答案为：＜；玻璃板和水面接触，玻璃分子和水分子间有引力。 典例剖析|分子间的作用力 【例题6】通过热传递，某物体从固态变为液态。图甲是该过程物体的温度随时间变化图象，图乙的示意图形象反映物质气、液、固三态分子排列的特点，下列说法正确的是（ ） A．t1时刻物体分子的排列特点是a图 B．该过程是液化过程 C．该过程需要吸热 D．t2、t3时刻物体内能相等 C 典例剖析|分子间的作用力 解：A、从图象可以看出，t1时刻物体处于固态，乙图中的a是液体分子的排列，b是固体分子的排列，c是气体分子的排列，故A错误； BC、从图象可以看出，固体吸热，温度升高，继续吸热，温度不变，此时温度不变的过程是晶体的熔化过程，故B错误，C正确； D、t2、t3时刻物体处于熔化过程，熔化过程吸热温度不变，内能增加，故t2时刻物体内能小于t3时刻的内能。故D错误。 故选：C。 方法点拨|分子间的作用力 理解分子间的作用力 1. 当分子间距离大于平衡距离时，分子间作用力对外表现为引力； 2. 当分子间距离小于平衡距离时，分子间作用力对外表现为斥力； 3. 当分子间距离大于分子直径的10倍时，认为分子间作用力为零。 1.固体：分子排列紧密，分子间有强大的作用力。固体有一定的形状和体积； 2.液体：分子没有固定的位置，运动比较自由，分子间的作用力比固体的小；没有确定的形状，具有流动性； 3.气体：分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，易被压缩，气体具有很强的流动性。 物质的三态 固态、液态、气态 第2节 内能和热量 内能和热量 知识点一　温度与热运动 温度反映了组成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。 温度与热运动 　　如图所示，取两个相同的烧杯，分别装入质量相等的适量冷水和热水，分别向两杯水中滴入一滴红墨水，会发现，热水中的水很快变红，冷水杯中的水变红较慢。 分子运动与温度的关系的实验 温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 知识点二　物体的内能 物体的内能 1.内能的概念 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。 物体的内能 分子动能 分子势能 分子在不停地做无规则运动，所以也具有动能。 分子间既相互吸引又相互排斥，则分子间具有分子势能。 知识点二　物体的内能 2.内能的影响因素 物体温度越高，其内部分子运动越剧烈，内能越大。 物体质量越大，其分子数目越多，分子动能和势能的总和越大，即其内能越大。 0℃的冰吸热熔化成0℃的水时，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，水的内能变大。可见物体的内能跟物体的状态有关。 1.温度 2.质量 3.状态 4.物质的种类和物质的体积也会影响内能的大小。 知识点二　物体的内能 3.一切物体，不论温度高低，不论是否运动，都具有内能。 北极的冰山也有内能 静止的石头有内能 炽热的铁水有内能 知识点二　物体的内能 4.内能与机械能的区别 机械能 内能 宏观物体 微观分子 研究对象 物体动能和势能的总和 物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和。 概念 影响因素 取决于物体整体运动状态，与物体的速度、相对于地面的高度及弹性形变程度等因素有关。 取决于分子所处的状态物体（温度、体积、质量、状态等） 存在条件 运动或在高处或发生弹性形变 一切物体，不论温度高低，不论是否运动、都具有内能。 知识点三　改变内能的方式 ①内容：发生热传递时，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。 改变内能的方式 1.热传递改变内能 ②热传递实质：能量的转移。 热传递过程中，传递内能的多少叫热量。 内能从高温物体向低温物体转移的过程。 知识点三　改变内能的方式 ③生活中热传递改变内能的实例 太阳能热水器 热水袋 电烤炉烤火 哈气取暖 知识点三　改变内能的方式 2.做功改变内能 ①内容：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高； 物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低。 ②做功改变内能的实验 ①在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，硝化棉燃烧起来。 ②在烧瓶内盛少量水 ，并盖紧瓶塞 。向瓶内打气 ，当瓶塞跳起时，可看到瓶内出现白雾（即小水滴）。 知识点三　改变内能的方式 ③做功的实质 能量的转化 外界压缩气体做功，机械能转化为内能，内能增加。 气体膨胀对外界做功，内能转化为机械能，内能减少。 机械能 内能 气体膨胀做功 机械能 内能 对气体压缩做功 知识点三　改变内能的方式 ④生活中做功改变内能的实例 冬天人们搓手感到暖和 从滑梯下滑时屁股有点发烫。 擦划火柴，火柴头着火。 在古代，人类学会了钻木取火的方法 知识点四　燃烧：放出热量 热值 q = Q m 1. 定义：我们把燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值，用符号q表示，即 2.热值反映了单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量。 3.热值相关的热量计算。 知识点四　燃烧：放出热量 ①热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关。 ②物理意义 q氢 =14.3×107J/kg 表示完全燃烧 lkg氢气将放出14.3×107的热量。 q天然气 =2.7×107J/m3 表示完全燃烧1m3天然气，将放出2.7×107的热量。 4.热值的理解 典例剖析|内能的概念 【例题1】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断不正确的是（　　） A．a烧杯中水的内能小于b烧杯中水的内能 B．d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能 C．c烧杯中水的内能大于a烧杯中水的内能 D．b烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能 D 解：A．由图知，a与b质量相同，b的温度高，故b的内能大，故A正确； B．由图知，c与d质量相同，d的温度高，故d的内能大，故B正确； C．由图知，c与a的温度相同，c的质量大，所以c的内能大，故C正确。 D．由图知， bc烧杯两杯水的质量、温度都不同，无法比较内能大小，D错误。 故选：D。 典例剖析|内能的概念 【例题2】在物理学中，把物体内所有分子动能与__________的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则____时刻物体温度较高，该物体从A时刻到B时刻________（选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。 B 分子势能 不一定 典例剖析|内能的概念 解：在物理学中，把物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能，一切物体都有内能。 如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况，箭头越长代表分子运动的越快，B时刻箭头长，表示B时刻物体内部分子运动的快，物体温度越高，分子运动越剧烈，则B时刻物体温度较高。 做功和热传递都能改变物体的内能，物体B时刻温度高，内能大，该物体从A 时刻到 B 时刻不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。 故答案为：分子势能；B；不一定。 典例剖析|内能的概念 【例题3】某物质从固态变为液态。图1是该过程物质的温度随时间变化图像，图2的示意图形象反映两种物态下分子排列的特点。 ①如图1，在温度为0℃时，该物质的内能____（选填“＝”或“≠”）零； ②在t1时刻的分子动能_____t4时刻的分子动能（选填“＞”、“＝”或“＜”）； ③在t2时刻的内能_______t3时刻的内能 （选填“＞”、“＝”或“＜”）， 请说明判断依据：________； ④在t1时刻的分子排列可能如图2 _____（选填“a”或“b”）。 ≠ ＜ 见解析 ＜ a 典例剖析|内能的概念 解：①任何温度下的物体内能都不等于零。 ②t4时刻的温度高，分子热运动更剧烈，分子动能更大，因此t1时刻的分子动能小于t4时刻的分子动能。 ③t2和t3时刻虽然温度相等，但是熔化过程中在持续吸热，因此t3时刻的内能更大。 ④t1时刻物质处于固态，分子排布最紧密，分子间距最小，所以可能如图a。 方法点拨|内能的概念 内能的特点 1.任何物体在任何情况下都具有内能。 2.内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能。 3.内能是可以变化的。 4.对单个分子或少量分子谈内能是无意义的。 内能的影响因素 质量、温度、状态、体积等 比较物体内能大小时，要同时考虑这四个影响因素，不能片面分析。 典例剖析|改变内能的方式 【例题4】2022年4月16日，神舟十三号载人返回舱成功着陆，返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加。下列事例中物体内能改变方式与它相同的是（　　） A．汤勺放在热汤中温度升高 B．烧水时水温升高 C．压缩空气温度升高 D．取暖器旁的物体温度升高 C A B C D 典例剖析|改变内能的方式 解：神舟十三号载人返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加，是通过克服摩擦做功来改变内能的。 AB．汤勺放在热汤中温度升高、烧水时水温升高，是通过热传递来改变物体内能的，故AB不符合题意； C．压缩空气温度升高，是活塞对空气做功，使空气的内能增大、温度升高，故C符合题意； D．取暖器旁的物体温度升高，是通过热传递来改变物体内能的，故D不符合题意。故选C。 典例剖析|改变内能的方式 【例题5】如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。关于此过程下列描述正确的是（　　） A．酒精灯给水加热是通过做功的方式改变内能的 B．试管中的水沸腾后再加热一段时间，温度会继续升高 C．水蒸气把橡皮塞冲出，在试管口看到明显的“白汽”是汽化形成的 D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同 D 典例剖析|改变内能的方式 解：A、酒精灯给水加热是通过热传递的方式改变内能，故A错误； B、试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误； C、试管口看到的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的，故C错误； D、水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少；能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故D正确。 故选：故选D。 方法点拨|内能的概念 改变物体内能的途径是做功和热传递 特别注意：在分析能量及温度变化的过程中，注意方向。 功、热量和内能有相同的单位，都是焦耳（J） 做功 热传递 等效 改变物体内能的实质是机械能与内能的转化 改变物体内能的实质是能量的转移 第3节 比热容 内能和热量 知识点一　物体的吸热性能 【实验】比较不同物质的吸热情况 实验器材： 烧杯、电加热器、天平、电子计时器、数字温度计、电源。 实验方法： 控制变量法、转换法 实验方案： 利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度。 电加热器每秒放出的热量是一定的，在加热液体时时，可认为液体每秒吸收的热量相同。 用电加热器加热水 用电加热器加热食用油 知识点一　物体的吸热性能 实验步骤： 1.用天平称量出质量相等的水与食用油各100g。 2.组装好实验器材，观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。 3.用相同热源，分别加热质量相同的水和食用油，使其升高相同的温度，比较加热时间的长短。 升高的温度/℃ 加热时间/min 食用油 5 3 水 5 4 质量相等的食用油和水，升高相同的温度，水的加热时间长。 代表水吸收的热量多 知识点一　物体的吸热性能 4.用相同加热方式，分别加热质量相同的水和食用油使其加热时间相同，比较升高的温度。 加热时间/min 0 1 2 3 4 食用油的温度/℃ 30 31.4 33.1 35 37.1 水的温度/℃ 30 30.6 31.3 32.2 35 质量相等的食用油和水，加热相同的时间，水升高的温度少。 知识点二　比热容 不同物质的吸热能力不同。 实验结论： 质量相等的不同物质，升高的温度相同， 吸收的热量不相等。 知识点二　比热容 交流与合作： 1.如何选取实验物质： 选取质量、初温相同的食用油和水（不同物质）。 控制变量法 2.为何选择电加热器进行加热而非酒精灯： 相较酒精灯而言，电加热器更容易控制相同时间内提供的热量相同。 3.注意事项： ①温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。 ②注意控制加热时间，避免水和食用油过热或沸腾，以免烫伤。 知识点二　比热容 4.判断物质吸热能力强弱方法： ①通过加热相同的时间，比较物体温度变化情况，来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。 ②通过使物体升高相同的温度，比较加热时间长短，来判断物体吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。 转换法 知识点二　比热容 比热容 物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。 1.定义： 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量Q与它的质量m和升高的温度∆t乘积之比。叫做这种物质的比热容，用c表示。 2.定义式： m∆t Q c＝ 3.单位： J/（kg·°C）。读作：焦耳每千克摄氏度。 4.物理意义 单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg水温度升高或降低1℃时，吸收或放出的热量是4.2×103J。 5.比热容的理解 ②比热容是反映物质吸放热能力的物理量。在质量和温度的变化量相同时，物质的比热容越大，吸收或放出的热量越多。 ①比热容是物质的特性。不同的物质，比热容一般不同。其与物质质量、温度、等，与物质的种类和状态有关。 知识点二　比热容 Q=cm∆t ∆t= Q cm 一定质量的水，吸收(或放出)热量时，水的温度变化小，有利于调节气温。 白天，海水吸收热量，由于海水比热容大，温度上升小。 晚上，海水放出热量，由于海水比热容大，温度下降小。 白天，沙子吸收热量，由于沙子比热容小，温度上升大。 晚上，沙子放出热量，由于沙子比热容小，温度下降大。 沿海地区温差小 沙漠地区温差大 水的比热容比较大的应用 沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小 ①调节气温(水的温度难改变) 知识点二　比热容 ②取暖 ③冷却 热水袋取暖 水来给汽车发动机散热 知识点二　比热容 热量的计算 如果用Q吸表示吸收的热量，c表示比热容，用m表示物质的质量， t0和t分别代表物体初、末状态的温度，则 根据比热容公式 m∆t Q c＝ 物体温度升高吸收的热量： Q放＝cm∆t＝cm(t0－t) Q吸＝cm∆t＝cm(t－t0) 物体温度降低放出的热量： 知识点三　热量的计算 【例题1】实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。 （1）小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油______________相同，再通过比较水和食用油__________来判断吸热能力的强弱； （2）而小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较________来判断吸热能力的强弱； （3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是 ____（选填“a”或“b”），食用油 的比热容为___________J/（kg·℃）。 相同时间吸热 加热时间 升高的温度 a 2.1×103  典例剖析|探究不同物质的吸热能力 解：（1）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；小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油相同时间吸热相同，再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。 （2）根据比较吸热能力的方法，小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较加热时间（比较吸收热量）来判断吸热能力的强弱。 （3）由水和食用油的温度随时间变化的图像知，升高30℃-10℃=20℃ a所用的加热为6min，b加热时间为3min，a吸热多，故a的比热容大，因水的比热容大，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是a。 升高20℃，b加热时间是a的0.5倍，即b吸收的热量是a的0.5倍，根据Q=cmΔt，在质量、升温相同的情况下，故b（煤油）的比热容是c=0.5×4.2×103 J/(kg·℃)＝2.1×103J/(kg·℃)。 典例剖析|探究不同物质的吸热能力 【例题2】 在探究“不同物质吸热升温的现象”的实验中，不需要控制相同或相等的变量有（　　） A．完全相同的加热方式 B．质量相同的液体a和b C．酒精灯里酒精的质量 D．装液体a和b的容器。 C 解：AD．采用完全相同的加热方式，是为了使酒精灯相同时间放出相同的热量； 装液体a和b的容器相同，目的使水和液体在相同的时间吸收相同的热量；故AD有必要； C、根据比较吸热能力的2种方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要； B．酒精灯里所加酒精量相同，故B没有必要。 故选C。 典例剖析|探究不同物质的吸热能力 1.实验方法： 控制变量法；转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。 2.实验液体的选择：质量相同的不同液体。 3.选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。 4.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。 5.实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。 6.描述物体吸热能力的物理量是：比热容。 7.结论：相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。 8.实验中，物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。 探究不同物质的吸热能力的实验 方法点拨|探究不同物质的吸热能力 典例剖析|比热容的概念与应用 【例题3】 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多 C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多。 D 物质 比热容c/【J/（kg·°C）】 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 解：A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误； B．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误； C．水的比热容表示的是1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误； D．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。 故选D。 典例剖析|比热容的概念与应用 典例剖析|比热容的概念与应用 【例题4】在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”， 当出现如图所示风向时，通常（　　） A．此时陆地温度较高，发生在白天 B．此时陆地温度较高，发生在夜晚 C．此时海水温度较高，发生在白天 D．此时海水温度较高，发生在夜晚 D 解：据所学可知，由于陆地和海洋的比热不一样，陆地面的比热小于海面（水）的比热，白天，陆地温度升温比海面快，近地面气温高，空气上升形成近地面低压，所以水平风从海面吹向陆地，形成海风；夜晚，陆地面的降温比海面快，近地面气温低，上层空气下降形成地面高压，所以水平风从地面吹向海洋，形成陆风；读图可知，图示风向为陆风，所以应发生在夜晚，陆地温度低，海洋温度高，故D正确，ABC错误。故选D。 典例剖析|比热容的概念与应用 【例题5】用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量的损失），图是A和B的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．A的比热容与B的比热容之比为1：2 B．A的比热容与B的比热容之比为2：3 C．都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多 D．A和B升高相同的温度，A收的热量较多 D 典例剖析|比热容的概念与应用 解：AB、由于A、B液体质量相等，初温相同，用相同的加热器加热相同的时间tmin,表示A、B吸收的热量相同，A温度升高了ΔtA=40℃-20℃=20℃，B温度升高了ΔtB=60℃-20℃=40℃，根据Q吸=cmΔt可得，A的比热容cA，B的比热容cB， A与B的比热容之比 故A、B均错误； C、用相同的加热器加热相同的时间tmin,表示A、B吸收的热量相同，由此可知，都加热tmin,A、B吸收的热量相同，故C错误； D、由于A、B液体质量相等，初温相同，当A、B升高相同的温度，A比热容大，吸收的热量Q吸A=cAmAΔtA，故D正确。故选：D。 1.相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 2.“冷却”、“取暖”利用水的比热容大的特点； “调节气温”：根据公式c＝Q/mΔt可知，相同质量的水和沙石（或泥土）相比，吸收相同的热量，水升高的温度低，所以沿海或江河区域的昼夜温差小。 对水的比热容大的理解及应用 比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类及其状态有关，而与物体的质量、升高（或降低）的温度、吸收（或放出）的热量均无关。 比热容是反映物质自身性质的物理量 方法点拨|比热容的概念与应用 观察图像的一般方法“看两轴抓三点”，即看准横坐标、纵坐标分别表示的物理量及单位，抓住起点、终点和拐点。 ①选取相同的加热时间，比较温度的变化，在相同的加热时间内，温度变化小的比热容大； ②选取相同的温度变化，比较所用的加热时间， 温度变化相同时，加热时间长的比热容大。 比热容相关的图像问题 方法点拨|比热容的概念与应用 【例题6】一质量为2kg的金属块，被加热到500℃后，立即投入质量为1kg，温度为20℃的冷水中，不计热量损失，最终水的温度升高到80℃。 [c水＝4.2×103J/（kg·°C）]。求： （1）水吸收的热量？（2）金属块的比热容？ 典例剖析|热量的计算 解：（1）水吸收的热量为 Q吸=cm（t−t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（80℃-20℃）= 2.52×105J （2）根据题意有Q吸= Q放，则 Q放=c金m金（t金−t）即 2.52×105J =c金×2kg×（500℃-80℃），则金属块的比热容为 c金=0.3×103J/（kg·℃）。 【例题7】在标准大气压下，一个质量为200g的烧红的铁钉，温度为600℃，若它的温度降低到100℃，释放的热量为_________J；若这些热量全部用于加热100g，52℃的水，则水温将升高_____℃。 （已知铁的比热容为0.42×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）） 48 4.2×104 典例剖析|热量的计算 解：铁钉释放的热量： Q放=0.42×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(600℃-100℃)=4.2×104J 根据题意可知，水吸收的热量：Q吸=Q放=4.2×104J， 由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度： 此时水可能的末温 t=Δt水+t0=100℃+52℃=152℃， 一个标准大气压下，水的沸点为100℃，而且水沸腾时，继续吸热，温度保持不变， 故水升高的温度：Δt=100℃-52℃=48℃。故答案为：4.2×104；48。 典例剖析|热量的计算 t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 比热容的计算公式 物体的温度升高时吸收的热量为：Q吸=cm（t-t0）=cmΔt 物体的温度降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）=cmΔt 方法点拨|热量的计算 复习思路总结 分子动理论 内能的概念 温度和内能的关系 热量的概念 比热容的概念 认识 ·用分子动理论的基本观点解释生活中常见热现象 ·用比热容解释简单的自然现象。 理解 运用 改变内能的两种方法 比热容公式Q＝cm∆t 进行热量的相关计算。 课堂总结 谢谢聆听 谢谢聆听 $$