内容正文:
第1节
热量 比热容
学习目标
01
通过生活实例和实验探究,初步形成“热量”是能量转移多少的量度这一观念。
理解“比热容”是反映物质吸放热本领的物理属性,并能运用这一观念解释海陆风、暖气用水做输运介质等自然现象和生活应用。
02
03
04
在“比较不同物质吸热能力”的实验探究中,进一步运用控制变量和转换的思想方法设计实验方案。
能基于实验数据,进行分析、比较、归纳,从而推理出比热容的概念,发展基于证据的科学推理能力。
能运用公式 Q = cm\Δt进行简单的吸热、放热计算,体会物理模型在解决实际问题中的价值。
能基于生活疑问(如“为什么沙子和海水在同样太阳照射下温度不同?”)提出可探究的科学问题。
能在教师引导下,制定初步的探究方案,会使用温度计、天平等器材完成实验,并如实记录数据和现象。
具有合作交流的意愿,能在小组中明确自己的任务,并能对探究过程和结果进行初步的表述和反思。
通过了解比热容知识在节能环保(如地源热泵)、现代农业(如水稻育秧夜间灌水)等方面的应用,体会物理学对推动技术进步、促进社会发展的巨大贡献。
初步认识人类在利用能源的同时,也面临着环境挑战,从而增强节约能源、保护环境的社会责任感和可持续发展意识。
观察并思考
1、发生了哪些物态变化?
2、发生这些物态变化,需要的条件是什么?
液化、汽化
液态 气态
吸热
放热
一、热量
1、概念:
在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。用“Q”表示
热传递
热对流
热辐射
2、热传递发生条件:
存在温差。(终止:温度相同——热平衡)
过程量:吸收或者放出热量(√),含有热量(×)
发生在热传递中
3、单位:
焦耳(J)
4
4、物体吸热规律:
(1)烧水时,将100g和50g水,升高相同的温度,哪个吸收热量多?
(2)烧水时,将100g的水,分别升高20℃ 和50℃,哪个吸收热量多?
结论:
物体吸收热多少与物体质量(m)有关。
结论:
物体吸收热多少与物体升高温度(Δt)有关。
(4)将100g的水和100g的食用油,升高相同温度,哪个吸收热量多?
(3)烧水时,将100g的水,分别加热10min 和30min,哪个吸收热量多?
结论:
物体吸收热多少与物体加热时间(t)有关。
同热源
结合物体吸热规律,设计实验(器材、步骤),验证你的猜想。
5
1、器材:
2、实验设计、步骤:
水,食用油,烧杯,2个相同的电加热器,天平,温度计,秒表
(1)用天平取相同质量的水和食用油
(2)加热相同时间,比较升高的温度:
①记录两种液体的初温t1;
②加热相同时间,记录末温t2;
(3)加热至相同的温度,比较加热时间。
①液体达到一定温度后停止加热,记录加热时间;
②继续对另一种液体加热至相同温度,停止加热,记录加热时间。
加热时间:反映物体吸收热量的多少。(转换法)
(控制变量法)
实验表明:质量相等的水和食用油,升高的温度相同时,水吸收的热量比食用油多。
4、物体吸热规律:
物体吸收热量Q
(1)物体质量m
(2)物体升高温度Δt
(3)物质的种类
不同物质的吸热放热能力不同
比热容
物质特性
二、比热容
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。
1、定义:
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。用“c”表示。
2、公式:
3、单位:
J/(kg∙℃)
焦每千克摄氏度
1 kg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,数值上都等于它的比热容。
4、意义:
物质特性;反映物质吸热、放热能力强弱的物理量
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。
0.47x103J/(kg·℃)
5、比热容表:
观察比热容表,你会有什么发现
(1)非科学计数法,X103格式:
(2) 不同物质的比热容,一般不同。
(3) 比热容与物质的状态有关。
(4) 金属的比热容普遍较低。
(5) 水的比热容最大。
(6)水的比热容为:___ __;
其物理意义:1kg的水每升高(降低) 1℃,吸收(放出)热量是4.2×103J
6、比热容大的意义:
(1)吸热多,放热也多;(质量、温度变化相同时)
(2) 升温慢,降温也慢。(质量、热量变化相同时)
尝试分析:
(2)在烈日炎炎的夏天,会觉得沙子烫脚,而水中则感到凉快舒服?
(1)生物体内水的比例很高会有助于调节生物体自身的温度。
当环境温度变化较快的时候,水的比热容大,温度变化相对较慢。
相同的光照,沙子和水吸收相同热量,沙子比热容小,升温快;水比热容大,升温慢。
新疆谚语:“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”
你能利用比热容解释这奇特现象吗?
水的比热容较大在生产和生活中的应用
用热水取暖
用水冷却发动机
农村在培育秧苗时,为使秧苗夜间不致受冻
傍晚要往田里灌水,早晨再把水放出去。
(3)水的最大应用
用热水取暖、用水冷却发动机,保温材料和散热材料
热岛效应
钢筋水泥都市,给我们的生活带来方便的同时,也给我们带来诸多不便,比如,炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3 ℃ ~ 5 ℃
海风、陆风形成
其形成完全依赖海陆昼夜温差导致的气压差
1.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物体的比热容跟温度有关
B.物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关
C.物体的比热容是物质本身的一种特性
D.物体的质量越大它的比热容越大
2.下列说法正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.高温物体放出的热量一定多
D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
C
D
3.在下列几种情况中,物质的比热容会发生变化的是( )
A 炎热的夏天,罐里的动物油熔化了 B 大铝锅烧红了
C 水从20℃ 冷却到2℃ D 铁板通过车床加工成零件
4.水的比热容是 其物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量 。将4kg的水倒掉一半,剩下水的比热容 ;水结成冰后,比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
5.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在沸水中煮足够长时间后,三个球的温度 。从沸水中吸热最多的是 球,吸热最少的是 球。
A
4.2×103J/kg℃
4.2×103J
4.2×103J/kg℃
变小
相等
铝
铜
热量的公式
Q=cm△t
Q放=cm(t0- t )
Q吸=cm(t - t0)
热量公式的推导
三、热量计算
Q=cm△t
计算质量
计算温度差
计算热量
变化的温度
质量
吸收或者
放出的热量
J
J/(kg.℃)
kg
℃
比热容
538.2 J
3.8x103J/(kg·℃)
50℃
1 在质量为300g的铝壶里装了1.5kg、20℃的水问在标准大气压下烧开这壶水需要吸收多少热量?[C铝=0.88×103J/(kg• ℃)]
Q吸铝=C铝m 铝(t-t0 )
= 0.88×103J/(kg• ℃)× 0.3kg ×(100℃- 20℃)
=2.112×104J
Q吸水=C水m水 (t-t0)
= 4.2×103J/(kg• ℃)× 1.5kg ×(100℃- 20℃)
=50.4×104J
Q总=Q吸铝+Q吸水
= 2.112×104J+ 50.4×104J
≈ 5.3×105J
2
3、用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5分钟,水吸收的热量为4.2×103J的热量。温度变化如图所示(水的比热容大于煤油的比热容)。
求:(1)水的质量?
(2)煤油的比热容?
5、甲乙两物体的质量之比为3:5,吸收相同热量后,乙升高的温度为甲的2/5,则甲乙的比热容之比为_________。
2:3
4、甲乙两物体比热容之比为1:3,质量之比为2 :3,若两者吸收热量之比为2 :5,则甲乙两物体升高的温度之比为多少?
Lavf58.20.100
vid:v0200fg10000cca2df3c77u62f02vjtg
$$