内容正文:
第二节 物质的比热容
第1课时 认识比热容
知识点一 探究物质吸热或放热规律
物体吸收热量后,温度可能升高了。那么,在质量和升高相同温度的情况下,不同物质吸收的热量都是相同的吗?我们如何比较物体温度变化时所吸收(或放出)的热量呢?
提出问题
2
同种物质在质量相等、温度变化相同时,吸收或放出的热量相同吗?
不同种物质在质量相等、温度变化相同时,它们吸收或放出的热量相同吗?
我们如何比较物体温度改变时所吸收(或放出)的热量呢?
加热铜块和铁块
铜块
铁块
提出问题
探究不同物质的吸热能力
做
中
学
如图所示,在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,用同样的电加热器分别浸入两液体中对其加热。电加热器浸入液体,可认为电加热器放出的热量被液体完全吸收。因此,在两液体升高温度相同的情况下,加热时间越长的液体从热源吸热越多,从加热时间就可比较液体吸收热量的多少。
从实验可知,两液体升高相同的温度,哪种液体所需时间较长?可进一步得出什么结论?
提出猜想
同种物质在质量相等、温度变化相同时,吸收或放出的热量相同;不同种物质在质量相等、温度变化相同时,它们吸收或放出的热量不相同。
设计思想
取相同质量的两种液体(如水和煤油)放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们加热,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。
演示实验
实验步骤
(1)取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中。按图组装实验器材。
(2)观察并记录加热前两液体的初温t1,预先设定好液体加热的末温t2。
(3)分别给两液体加热,记下加热的开始时刻。加热时,上下反复缓慢地提拉搅拌器。
(4)当一种液体温度达到t2时,记录该液体加热的最终时刻,计算该液体加热的时间t。对另一液体作同样的观察、操作和记录。当热源相同时,两液体升高温度相同的情况下,加热时间越长的液体从热源吸热越多。
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况“多”或“少”
水 300 20 30 12.3 多
煤油 300 20 30 6.1 少
实验步骤
归纳总结
大量实验表明:
相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量通常相同;
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量通常不同。
知识点二 物质的比热容
为了表示不同物质的吸热情况不同,物理学中引入了比热容这个物理量。
1.比热容定义
物理学规定:比热容的大小等于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)温度的乘积之比。
2.比热容单位
焦每千克摄氏度 [ J/(kg · ℃) ]。
3.比热容表示
用字母“c”表示。
研究表明,同种物质温度降低1℃所放出的热量与温度升高1℃所吸收的热量是相同的。当物体温度降低时,比热容的计算公式仍适用吗?为什么?
一些常见物质的比热容
物质 比热容
c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
冰 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
砂石 约0.92×103
物质 比热容
c/[J·(kg·℃)-1]
铝 0.88×103
干泥土 约0.84×103
铁、钢 0.46×103
铜 0.39×103
汞 0.14×103
铅 0.13×103
归纳总结
比热容的大小等于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)温度的乘积之比。比热容用字母c表示,其常用单位是J/(kg·℃)。
水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),表示1 kg的水温度每升高 (或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
比热容是反映物质自身性质的物理量,与物质的质量、体 积、吸(放)热无关。不同的物质,比热容一般不同。
课堂小结
初步认识比热容
探究物质吸热或放热规律
定义
物质的比热容
单位
物理意义
1. 关于物质的比热容,下列说法正确的是( D )
A. 比热容跟物质的温度有关
B. 比热容跟物质吸收或放出的热量有关
C. 比热容与物质的质量有关
D. 比热容是物质的一种属性,与上述因素均无关
D
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2. 冬天,人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖,主要
原因是水的( C )
A. 密度大 B. 密度小
C. 比热容大 D. 比热容小
C
1
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13
3. (教材P40材料改编)如图,在探究“水和食用油吸热能力”的实验
中,下列说法不正确的是( B )
第3题
B
A. 要取质量相同的水和食用油
B. 要取体积相同的水和食用油
C. 要用同样的电热器进行加热
D. 加热时间的长短反映物质吸热的多少
1
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4. 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是
。将质量为
1kg的水倒掉一半,剩余水的比热容为 ,我们
常用水作为汽车发动机的冷却液,是因为水的 较大。
1kg水的温
度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J
4.2×103J/(kg·℃)
比热容
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5. 若两个铝块的质量之比为1∶3,升高的温度之比为2∶5,则两个铝块
的比热容之比为 。
6. 质量均为1kg的三种不同的物质,当温度都升高1℃时所吸收的热量
如图所示。根据图中信息可得,不同物质的比热容 (选填
“有可能”或“不可能”)相同; 物质的比热容最大;若都吸收
相同的热量, 物质的温度变化最小。
1∶1
有可能
甲
甲
第6题
1
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7. 在下列各种情况下,物质的比热容会发生变化的是( B )
A. 一瓶矿泉水喝了一半
B. 水凝结成冰
C. 一块铜加工成了铜环
D. 15℃的煤油加热到40℃
B
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13
8. 在冰熔化过程中,下列判断正确的是( D )
A. 内能不变,比热容不变
B. 比热容变大,内能增加,温度升高
C. 比热容、内能、温度都不变
D. 比热容变大,内能增加,温度不变
D
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9. 小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比
较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成
的温度随时间变化图像如图所示。下列分析不正确的是( B )
A. 早晨6时,海水的温度比沙子高
B. 6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C. 14时到22时,海水降低的温度比沙子小
D. 利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
第9题
B
1
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10. (跨学科实践·日常生活)春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨
放水,以防霜冻,这是因为水的 较大;在炒板栗时常要在锅
中放入一些砂石,因为砂石的比热容 、升温快,与板栗充分接
触,并通过 的方式使板栗内能增大。
比热容
小
热传递
1
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11. 如表所示为一些物质的比热容[单位:J/(kg·℃)]。由表可知:
物 质 比热容 物 质 比热容
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
砂石 0.92×103 铜 0.39×103
(1) 物质的比热容与物质的质量 。
(2) 不同状态下的相同物质,比热容 (选填“相同”或“不
同”)。
无关
不同
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(3) 在阳光照射下,干泥土比湿泥土温度升高得 (选填“快”
或“慢”)。
(4) 质量相等的铝块和铜块升高相同的温度, 吸收的热
量较多。
(5) 从节能的角度分析,烧开水时用质量相等的铜壶和铝壶,选
用 壶更节能。
快
铝块
铜
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12. 为了比较水和沙子吸热本领的大小,实验小组设计了如图甲所示的
类似实验:用两个相同的酒精灯对水和沙子加热。
第12题
(1) 他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、细线、沙子、水、搅
拌棒、铁架台、石棉网、停表,除此之外,一定还需要的测量器材
是 和 。
(2) 在此实验中,可以用 来反映物质吸热的
多少。
温度计
天平
加热时间的长短
1
2
3
4
5
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13
(3) 实验中每隔1min记录数据如表所示,可以得到结论:等质量的沙
子和水 ,沙子上升的温度更多;在此基础上,我们
可以知道,等质量的沙子和水,升高相同的温度, 吸收的热量更
多,从而说明它的吸热本领更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4
沙子的温度/℃ 20 29 37 45 52
水的温度/℃ 20 22 24 26 28
吸收相同的热量
水
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(4) 实验中有不少仔细的同学还发现:刚开始加热时,沙子升温更
慢,你认为可能的原因是 。
(5) 另一实验小组根据实验数据,绘制了如图乙所示的T-t图像,根
据图像可以求得沙子的比热容是 J/(kg·℃)。[c水=
4.2×103J/(kg·℃)]
沙子受热不均匀
1.4×103
第12题
1
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3
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6
7
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12
13
$$