内容正文:
第1节 热量 比热容
第1课时 认识比热容
第十三章 内能
P2~5
1. 熟悉“探究不同物质的吸热能力”的实验过程及要点。
2. 了解比热容的概念、单位及影响因素。
热量:加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中,传递的热的多少叫作 热量 ,热量的单位是 焦耳(J) 。
热量
焦耳(J)
课前预学
比较不同物质的吸热能力:
(1)实验需选取质量 相同 的不同的物质用 相同 的加热装置加热,使它们上升 相同 的温度,通过比较 加热时间的长短 ,来比较这两种不同物质的吸热能力。
(2)对于同一种物质,物体吸收的热量与物体的 质量 有关、与物体升高的 温度 有关。不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量一般是 不同 的。
相同
相同
相同
加热时间的长
短
质量
温度
不同
课前预学
比热容:
(1)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,叫作这种物质的比热容,用符号 c 表示,单位是 J/(kg·℃) ,比热容用公式c= 表示。
热量
质量
c
J/(kg·℃)
课前预学
(2)比热容是反映物质自身性质的物理量。物体吸收热量的多少与物质的 种类 、 质量 、变化的温度等因素有关。不同的物质,比热容一般 不同 。比热容还与物质的 状态 有关(如水结冰后比热容会减小)。
(3)水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃),表示 质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量为4.2×103 J 。利用水的比热容大这一特性,可用于调节温度,沿海地区昼夜温差 小 、人工湖等;取暖或冷却时用水作为工作物质;向农田灌水防止秧苗冻坏等。
种类
质量
不同
状态
4.2×103
质量为1 kg的水温
度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量为4.2×103 J
小
课前预学
热量
[例1] (原创)肠粉作为广东的特色美食,是岭南饮食文化的标志性符号。下列有关说法正确的是( C )
A. 蒸箱的水变成水蒸气,水放出了热量
B. 蒸肠粉时,肠粉温度升高,所含热量增多
C. 蒸肠粉时,蒸箱里的水沸腾后,继续加热,一直在吸收热量
D. 新鲜肠粉放凉时,将温度传递给空气
C
例题导学
1.热量是指热传递过程中所改变的内能,热量是一个过程量,是一个变化量。我们不能说一个物体“具有多少热量”“含有多少热量”,而只能说一个物体“放出了多少热量”或“吸收了多少热量”。
2. 传递的是热量,不是温度。
例题导学
比较不同物质吸收热量的情况
[例2] (实验探究)为了比较水和食用油的吸收热量的情况,小王同学用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表:
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
例题导学
(1)实验设计时,小王使水和食用油的初温和 质量 都相同。
(2)从表中数据可知,水和食用油加热的时间相同。这样做的目的是 使水与食用油吸收的热量相等 ,加热结束时,食用油的温度比水温度 高 (选填“高”或“低”)。
质量
使水与食用油吸收的热量相等
高
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
例题导学
(3)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
(4)实验表明质量相等的水和食用油,升高的温度相同时, 水 (选填“水”或“食用油”)吸收的热量比食用油多。
大于
水
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
例题导学
我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。
例题导学
比热容
[例3] (对定义的理解)依据表格中的数据,下列说法中正确的是( D )
物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
沙石 约0.92×103
D
A. 用同样装置加热质量不同的水
和煤油,发现质量小的升温快,
说明比热容与质量有关
B. 若水和煤油降低相等的温度,
水放出的热量多
C. 水的比热容表示水的温度每升高1 ℃吸收的热量为4.2×103 J
D. 质量相等的水和沙石,吸收相等热量,沙石温度升高得较多
例题导学
[例4] (比较比热容的大小)两个相同的容器分别装入了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,由图像可知( D )
D
A. 加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
B. 加热相同的时间,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
C. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D. 甲液体的比热容小于乙液体的比热容
例题导学
(1)比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关。
(2)相同质量的不同物质,升高相同的温度时,比热容大的吸热多;吸收相同的热量时,比热容大的升高的温度少。
例题导学
比热容的应用
[例5] (改编自教材P7练习6)“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是新疆沙漠地区昼夜差较大的生动写照,造成这种现象的主要原因是( A )
A. 沙石的比热容小 B. 沙石的密度大
C. 沙石的比热容大 D. 沙石多孔利于吸放热
A
例题导学
1. 湿地被称为“地球之肾”。湿地能较好地调节气候是因为水的( B )
A. 流动性大 B. 比热容大
C. 密度大 D. 质量大
B
课堂反馈
2. 依据表格中的数据,下列说法正确的是( D )
物质 比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
沙石 约0.92×103
冰 2.1×103
D
A. 一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B. 物质的物态发生变化,比热容不变
C. 不同物质的比热容一定不同
D. 等质量的水和煤油吸收相同的热量,煤油温度比水升高得多
课堂反馈
3. 用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和乙加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容( B )
A. 比乙物质的比热容大
B. 比乙物质的比热容小
C. 和乙物质的比热容一样大
D. 条件不足,不能确定
B
课堂反馈
4. 跨学科 地理 如图所示是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线,表示沿海城市一年气温变化所对应的曲线是 A (选填“A”或“B”),这是因为水的 比热容 大,吸收或放出相同的热量温度变化更 小 (选填“大”或“小”)。
A
比热容
小
课堂反馈
5. (原创)某实验小组组装了如图甲所示的实验装置用来比较水和食用油的比热容。实验数据记录在下表中。
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
(1)在两个完全相同的烧杯中分别加入 质量 和初温都相同的水和食用油。
质量
(2)实验中使用相同的酒精灯加热的目的是让水和食用油在加热相同的时间内 吸收的热量 相同。
吸收的热量
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
(3)拓展设问若要使实验结论更准确,可以把 酒精灯 用电加热器替换。
(4)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较 升高的温度(或温度升高的多少等) 来比较水和食用油比热容的差异,这种研究方法叫 转换法 。该实验中还用到的研究方法是 控制变量法 。
酒精灯
升高的温度(或温
度升高的多少等)
转换法
控制变量法
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
(5)拓展设问若想要实验①中水的末温和实验②中食用油的末温一致,则需要对水 加热更长的时间 。
加热更长的时间
(6)通过分析表格的实验数据可知:水的比热容比食用油 大 (选填“大”或“小”)。
大
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
(7)图乙是小组作出的水和食用油温度随时间变化的图像,其中 b 是水的图线, a 是食用油的图线。(均选填“a”或“b”)
b
a
(8)由实验①③或②④可知,不同质量的同种物质吸收相同的热量,升高的温度 不同 。
不同
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
(9)创新设问同学们之后对实验装置进行了改进:将水和食用油装入试管中,放入同一个装有水的烧杯内进行加热,如图丙所示,这样做的好处是 更能保证相同时间内水和食用油吸收的热量完全相同,从而减小误差 。
更能保证相同时间内水和食用油吸收的热量完全相
同,从而减小误差
序号 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
① 水 60 20 6 46
② 食用油 60 20 6 62
③ 水 120 20 6 33
④ 食用油 120 20 6 41
典型实验
1. 水的比热容较大,下列做法中与这一特性无.关.的是
( B )
A. 用水作内燃机的冷却液
B. 北方冬天菜窖常放几桶水防止菜冻坏
C. 供暖系统用热水循环
D. 沿海地区气温受大面积海水的影响
B
2. 下列各种情况中,物质的比热容会变化的是( D )
A. 一杯水倒掉一半 B. 将铁块锉成铁球
C. 0 ℃的水变成20 ℃的水 D. 水凝固成冰
3. 暑假期间,小宇一家去海边游玩。小宇发现烈日下海滩上
的沙子热得烫脚,而海水却很清凉;傍晚,沙子凉了,海水却
依然温暖。这主要是因为( C )
A. 沙子吸收的热量较多 B. 海水吸收的热量较少
C. 海水的比热容较大 D. 沙子的比热容较大
D
C
4. 如图所示,用相同规格的电加热器给质量和初温相同的水
和花生油加热,下列说法正确的是( C )
A. 花生油吸热升温快,说明花生油的比热容大
B. 物体吸热多少是由它的物质种类决定的
C. 加热相同的时间,末温低的物质的比热容大
D. 将花生油和水加热到相同的温度时,它们吸收
的热量相同
C
5. 冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃),其物理意义是
;若将2 kg
冰切掉一半,则剩下的冰的比热容为 J/(kg·℃);冰化水后它的比热容将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1 kg
的冰升高或降低1 ℃吸收或放出2.1×103 J的热量
2.1×103
变大
6. (主题情境·日常生活)如图所示是家用电暖器和暖手宝。
它们都是利用电流的热效应来工作的,为了使电暖器通电后升
温速度快,电暖器充入的是比热容 (选填“大”或
“小”)的液体;为了使暖手宝在一次通电加热后可以放出更
多的热量,暖手宝要充入比热容 (选填“大”或
“小”)的液体。
小
大
7. 为了比较A、B两种液体的比热容,小亮用完全相同的加热
装置对质量相同的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制
的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法
中正确的是( C )
A. A液体的比热容比B液体的大
B. 升高相同的温度,A液体吸收的热量更多
C. A、B两液体的比热容之比为1∶2
D. A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为2∶1
C
解析:由图可知,升高相同的温度,B需要加热更长的时
间,吸收更多的热量,所以B液体的吸热能力比A液体的
强,故A、B错误;用完全相同的加热装置对质量相同的
A、B两液体进行加热,则相同时间内A、B两液体吸热相
同,所以A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为
1∶1,此时A升温20 ℃,B升温10 ℃,A、B升温之比为
2∶1,A、B质量相同,根据Q吸=cmΔt可知A、B两液体的
比热容之比为1∶2,故C正确,D错误。
8. 甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体
温度都升高1 ℃,吸收的热量如图所示,则甲的比热容
(选填“大于”或“小于”,下同)乙的比热容,乙的比
热容 丙的比热容。若甲、乙的温度都降低1
℃, (选填“甲”或“乙”)放出的热量多。
大
于
大于
甲
解析:图中甲吸收的热量比乙多,且甲、乙的质量和升高的温
度都相等,根据公式c=可知,c甲>c乙;图中乙、丙吸收的
热量一样多,且乙、丙升高的温度都相等,但丙的质量大于
乙,根据公式c=可知,c乙>c丙;因为c甲>c乙,且甲、乙
的质量和降低的温度都相等,根据公式Q=cmΔt可知,甲、乙
的温度都降低1 ℃时,甲放出的热量多。
$$