摘要:
该初中物理课件围绕“内能”章节核心知识点,系统覆盖热量、比热容及热量计算,通过火山岩浆与白雪的能量对比提问导入,从生活经验(烧开水)到实验探究(不同物质吸热能力,含控制变量法、转换法),再到比热容概念建构、公式Q=cmΔt推导,结合水的比热容应用实例,形成“生活现象-实验探究-概念理解-应用计算”的完整学习支架。
其亮点在于以科学探究为核心,实验设计多元(如升高相同温度比加热时间、吸收相同热量比温度变化),培养科学思维;通过水的比热容应用(冷却剂、海陆风)和温度-时间图像分析,深化物理观念中的能量观念。例题步骤规范(公式-数据-换算-计算),简答题思路清晰(控制变量+公式推导),助力学生提升科学推理与问题解决能力,教师可直接用于实验教学、概念讲解及习题训练,高效落实教学目标。
内容正文:
13章 内能
火山爆发时,炽热的岩浆携带着大量与热有关的能量,
那么覆盖火山的皑皑白雪是不是与岩浆一样,也具有与热有关的能量?
13.1 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)。
1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2 J。
大家都有这样的经验:
1.烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多,
2.把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。
可见,水吸收的热量和它的质量有关,也和它升高的温度有关。
水的质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越多。
沙
沙
油
油
土
土
石
石
木
木
..
..
13.1 热量
如果是不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量是不是一样多呢?
天平
温度计
怎么控制或判断?
规格相同的电加热器、秒表
规格相同的电加热器每秒放出的热量是相同的,当它们浸没在不同的液体中时,可以认为不同的液体每秒吸收的热量相同。
加热时间越长意味着物质吸收热量越多
转换法
13.1 热量
第1课时
13.1 比较不同物质的吸热能力
13.1 比较不同物质的吸热能力
13.1 比热容
大量实验表明:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同。
怎样表示不同物质这种性质上的差别呢?
物理学中引人了比热容c这个物理量来描述这种差异。
它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
13.1 比热容
以水和色拉油为例,在质量相等(1kg)、升高的温度相同(1℃)时,水吸收的热量是4.2×103J, 色拉油吸收的热量是1.97×103J.
而当1kg水和1kg色拉油、都降低的温度1℃时,水放出的热量也是4.2×103J, 色拉油放出的热量也是1.97×103J.
比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质,比热容一般不同。
13.1 比热容
例、烧杯中装有酒精,现用去一半,则剩余酒精发生改变是( )
A.质量 B.密度 C.比热容 D.沸点
A
13.1 比热容
c水=4.2×103 J/(kg·℃),水的比热容大,对人类生活有哪些帮助呢?试着举例说明。
13.1 比较不同物质的吸热能力
实验拓展
13.1 比热容
c水=4.2×103 J/(kg·℃),水的比热容大,对多水地区和少水地区的气候带来什么影响?
昼夜温差小
昼夜温差大
13.1 比热容
海陆风的形成原理
13.1
拓展性实验
用传感器比较不同物质的比热容
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, 用符号c表示。
焦每千克摄氏度
2.比热容公式:
Q = cmΔt
热量
比热容
质量
温度差
(Δt=t高-t低)
含义:
单位:
J
kg
℃
J/(kg·℃)
1t=1000kg,1g=0.001kg
第2课时
13.1 热量的计算
也适用放热降温的情况
例1.对质量为50g的水加热,使水温从20℃升高到60℃,水吸收的热量是多少J. 【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
第2课时
13.1 热量的计算
例2.一个质量为250g的钢件,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却到
室温20℃,这个钢件在冷却过程中放出多少J热量?
c钢=0.46×103J/(kg·℃)
例1.对质量为50g的水加热,使水温从20℃升高到60℃,水吸收的热量
是多少J. 【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
解:Q = cmΔt
= 4.2×103 J/(kg·℃)×50g×(60℃-20℃)
= 4.2×103 J/(kg·℃)×0.05kg×40℃
=
8.4
×103
J
第2课时
13.1 热量的计算
例2.一个质量为250 g的钢件,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却,
室温为20℃,这个钢件在冷却过程中放出多少J热量?
c钢=0.46×103J/(kg·℃)
解:Q = cmΔt
= 0.46×103 J/(kg·℃)×250g×(560℃-20℃)
= 0.46×103 J/(kg·℃)×0.25kg×540℃
=
62.1
×103
J
= 6.21×104 J
第2课时
13.1 热量的计算
例3. 质量为0.5kg,温度为70℃水,放出4.2×104 J的热量,水温最后降低 到多少度?【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
解:由Q = cmΔt 得:
=20 ℃
∴ t末 =70℃-20 ℃= 50℃
第2课时
13.1 热量的计算
例5. 甲、乙两块金属质量之比是5︰3,当它们吸收相同热量后,
升高温度之比是1︰5,则它们的比热容之比是 。
特殊值法
令:m甲=5,m乙=3,Q甲=1,Q乙=1,Δt甲=1,Δt乙=5
第2课时
13.1 热量的计算
温度--时间图像
例6. 用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加 热,两液体的温度随时间变化关系图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B. 加热相同的时间,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C. 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
D. 升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
横轴加热时间越长,
代表物质吸收的热量越多
B
第2课时
13.1 热量的计算
例7.如图甲所示,某同学在两只相同的烧杯里装入水和食用油,比较它们吸热的情况。
(1)为了便于比较,实验中要求在两烧杯中放入 的电加热器。
(2)图乙是该同学根据实验数据绘制的图象,
则a物质是 ,其比热容是 (J/kg·℃)
相同规格
食用油
2.1×103
第2课时
13.1 热量的计算
温度--时间图像
c水=4.2×103 J/(kg·℃)
也表示1kg的水温度降低1℃时,放出的热量是4.2×103J
表示1kg的水温度升高1℃,吸收热量是4.2×103J
(1)物理意义:
(2)应用原理分析:
Q = c m Δt
① 当m和Δt相同时,c水大,则Q水 ,
即水吸收或放出的热量 .
冷却剂
取暖剂
② 当m和Q相同时,c水大,则Δt水 ,
即水的 小.
调节温度
大
多
小
温度变化
第3课时
13.1 水的比热容
(3)简答题
1.质量相同的水和其它介质,降低相同的温度时,
2.由于水的比热容较大,
3.根据Q=cmΔt可知,水放出的热量更多,
4.所以用水做储存热量的介质。
水为什么放热 ?
原理公式:Q= cmΔt
从比热容角度分析为什么用水作为热水袋的储存热量的介质?
多
13.1 水的比热容
(3)简答题
1.质量相同的水和其它介质,升高相同的温度时,
2.由于水的比热容较大,
3.根据Q=cmΔt可知,水吸收的热量更多,
4.所以用水作为发动机的冷却剂。
水为什么 热多?
原理公式:Q= cmΔt
吸
从比热容角度分析为什么用水作为发动机的冷却剂?
13.1 水的比热容
(3)简答题
1.质量相同的海水和沙子,吸收了相同的热量,
2.由于海水的比热容较大,
3.根据Q=cmΔt可知,海水升温幅度小,沙子升温幅度大,
4.所以海水感觉凉快,沙子感觉烫脚。
水升温幅度为什么小?
原理公式:Q= cmΔt
13.1 水的比热容
第3课时
13.1 水的比热容
为什么海边昼夜温差小,
沙漠地区昼夜温差大?
海边地区多水,内陆地区多沙石,当相同质量的水和沙石,吸收或放出相同的热量时,由于水的比热容比沙石的大,根据Q=cmΔt可知,水的温度变化幅度比沙石的温度变化幅度小,所以上海地区昼夜温差小,若羌地区昼夜温差大。
课后作业
1. 课本:3、5
2. 练习册: 第1节
Lavf59.27.100
Lavf57.62.100
Lavf59.27.100
Lavf58.12.100
Lavf58.7.100
100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102
Lavf57.83.100
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