14.2 物质的比热容-2025-2026学年沪科版（2024）九年级全一册物理

第二节　物质的比热容 第1课时　物质的比热容 第14章　内能与热机 知识点一　探究物质吸热或放热规律　 实验：探究不同物质吸热的能力 1. 要点提示： （1）测量仪器（温度计、秒表、天平）。 （2）选用酒精灯加热时，实验仪器的组装顺序（自下而上）。 （3）物质的选取（选择质量相等的不同物质）。 （4）热源的选取（选择相同的热源，使相同时间内释放的热量相同）。 （5）研究方法（①控制变量法；②转换法）。 （6）由于实验中，物质吸收热量的多少不能直接测量，故转换为加热时间来反映物质吸收热量的多少。 （7）比较不同物质的吸热能力的方法（取质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比较不同物质温度升高的多少；取质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较加热时间的长短）。 （8）保证两种不同物质吸收相同热量的方法（可以用两个完全相同的酒精灯，火焰大小相同，加热时间相同；也可以用完全相同的电加热器，通电时间相同）。 2. 实验结论： 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　。 相同　 不同　 如图所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中： （1）甲、乙两套装置，你选择 　乙　装置，原因是 　确保在相同时间内释放相同的热量　。 （2）在两个相同的烧杯中加入初温相同、 　质量　相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）。 乙　 确保在相同时间 内释放相同的热量　 质量　 ①加热3 min时，煤油比水的温度高，煤油吸收的热量 　等于　（选填“大于”“小于”或“等于”）水吸收的热量； ②根据图丙可判断出 　水　的吸热能力强。 等于　 水　 （4）本实验除了采用控制变量法以外，还采用相同的热源，通过比较 　加热时间　来比较水和煤油吸收热量的多少，这种解决物理问题的方法称为 　转换　法。 加热时间　 转换　 （3）水和煤油温度随时间变化的图像如图丙所示： 同步变式拓展 1. （2025·育才）在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图1所示。 （第1题） 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 42 46 乙的温度/℃ 10 18 26 34 42 （1）实验中应量取质量 　相同　的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。通过比较 　加热时间　来判断物体吸收热量的多少。 （2）实验记录数据如上表格所示，从开始加热到温度为42 ℃时，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 　小于　Q乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。 相同　 加热时间　 小于　 （3）分析实验数据可知液体 　甲　（选填“甲”或“乙”）的吸热能力强。 （4）用两个相同的“热得快”给质量和初温都相同的丙、丁两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图2所示，如果要你从丙、丁两液体中选择一种作为汽车冷却液，应选择液体 　丁　（选填“丙”或“丁”）。 甲　 丁　 知识点二　物质的比热容　 1. 比热容是物质的一种特性，它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　。比热容的符号是“ 　c　”，常用单位是 　J/（kg·℃）　。 2. 比热容的计算公式： 热量　 质量　 比　 c　 J/（kg·℃）　 （1）当温度升高时，为c＝ 　​　。 （2）当温度降低时，为c＝ 　​　。 （Q吸：吸收的热量；Q放：放出的热量；m：物体质量；t1：物体初温度；t2：物体末温度） ​ ​ 3. 水的比热容为 　4.2×103 J/（kg·℃）　，其物理意义是 　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。 水的比热容大，在生产、生活中有广泛的应用，如用冷水冷却发动机、用热水取暖等。 4.2×103 J/（kg·℃）　 1　 1　 4.2×103　 下面有关比热容的说法中正确的是（　C　） A. 夏天在河边游玩感觉河水凉，但河边的岩石却很烫，原因是水的比热容比岩石小 B. 寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大 C. 比热容是物质的一种特性，80 ℃水的比热容与 40 ℃水的比热容一样大 D. 铜的比热容比铝小，所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高 C 同步变式拓展 2. 关于物质的比热容，下列说法中正确的是（　C　） A. 比热容是物质的一种属性，只和物质的种类有关 B. 同种物质质量越大比热容就越大 C. 因为水的比热容较大，所以比较适合做冷却剂 D. 物质的状态发生变化时其比热容一般不变 C 3. 由公式c＝可知，关于同种物质的比热容，下列说法正确的是（　C　） A. 若质量增大一倍，则比热容减小一半 B. 若质量增大一倍，则比热容增大一倍 C. 比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关 D. 若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍 C 4. 用两个完全相同的电加热器同时给水和煤油分别加热，在加热过程中水和煤油的温度升高一样快，由此可以判定 （c水＞c煤油、ρ水＞ρ煤油）（　D　） A. 水的质量等于煤油的质量 B. 水的体积大于煤油的体积 C. 水的质量大于煤油的质量 D. 水的体积小于煤油的体积 D 第二节　物质的比热容 第2课时　热量的计算 第14章　内能与热机 知识点　热量的计算　 1. 物体吸收或放出的热量为Q＝cmΔt。 吸热公式：Q吸＝cm（t2－t1）。 放热公式：Q放＝cm（t1－t2）。 以上公式中：c表示比热容，m表示质量，t1表示初温，t2表示末温，t2－t1表示升高的温度，t1－t2表示降低的温度，用Δt表示变化的温度。 2. 计算物体吸收或放出热量应注意： （1）单位要统一成国际单位。 （2）公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸收（或放出）的热量计算，如果过程中存在着物态变化，不能使用这几个公式，例如冰熔化为水需吸热，此时冰的温度（或冰水混合物的温度）没有变化，但需要从外界吸收热量。 （3）审题时要弄清温度变化，区分好“升高到”“升高了”等关键词，前者是指物体的最终温度，而后者是指变化的温差。 （4）在计算水被加热后的升温情况时，一定要注意水的末温不能超过它的沸点。 【公式的基本计算】为研究物质的吸热性能，小川同学对质量为500 g、初温为20 ℃的水加热，结果水温升高到70 ℃。[不考虑热量损失，煤油的沸点为150 ℃，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），c煤油＝2.1×103 J/（kg·℃）] （1）水吸收的热量为多少？ 解：（1）水吸收的热量：Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/（kg·℃）×0.5 kg×（70 ℃－20 ℃）＝1.05×105 J （2）若水吸收的热量全部被质量为5 000 g、初温为20 ℃的煤油吸收，煤油的温度能升高多少？ 解：（2）由题意可知，煤油吸收的热量：Q煤油吸＝Q水吸＝1.05×105 J 故煤油升高的温度：Δt煤油＝＝＝10 ℃ （3）若水吸收的热量全部被质量和初温未知的煤油吸收，煤油的温度升高了25 ℃（未达到煤油的沸点），则煤油的质量为多少？ 解：（3）由题意可知， 煤油吸收的热量：Q煤油吸＝Q水吸＝1.05×105 J 故煤油的质量：m煤油'＝＝＝2 kg 【利用吸、放热相等进行计算】为了测定炉内的温度，先把铜块放入炉内加热到与炉温相同时取出，然后立即放入水中，已知铜的质量为50 g，比热容为 0.39×103 J/（kg·℃），水的质量为100 g，初温为10 ℃，测得达到热平衡最终的温度为 49 ℃，不计热量损失，则铜块的温度降低了多少？炉内温度为多少？[已知水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）] 解：方法一：水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t－t水）＝4.2×103 J/（kg·℃）×0.1 kg×（49 ℃－10 ℃）＝1.638×104 J 因为Q吸＝Q放，则铜块降低的温度：Δt铜＝＝＝840 ℃　　所以炉内温度：t炉＝Δt铜＋t＝840 ℃＋49 ℃＝889 ℃ 方法二：由于Q吸＝Q放，则c水m水（t－t水）＝ c铜m铜Δt铜 代入数据得4.2×103 J/（kg·℃）×0.1 kg×（49 ℃－10 ℃）＝0.39×103 J/（kg·℃）×0.05 kg×Δt铜　　解得Δt铜＝840 ℃ 所以炉内温度：t炉＝Δt铜＋t＝840 ℃＋49 ℃＝889 ℃ 方法指导：本题有两种解法，解法一是先求出水吸收的热量，再利用吸、放热相等，求出铜块降低的温度；解法二是直接利用吸、放热相等建立方程进行解答。对比这两种解法可以看出：解法二方程两端的部分数据可以直接“约掉”，这样可以减少计算量。 *（选学）【利用热平衡方程进行计算】把一质量为 50 g、温度为1 080 ℃的某金属球，投入到100 g的初温为30 ℃的水中，金属的比热容为0.42×103 J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），不计热量的损失，求它们达到热平衡后共同的温度。 解：设达到热平衡后共同的温度是t共，因为不计热量的损失，Q吸＝Q放，Q吸＝c水m水（t共－t水），Q放＝c金m金（t金－t共）， 所以c水m水（t共－t水）＝c金m金（t金－t共）， 即4.2×103 J/（kg·℃）×0.1 kg×（t共－30 ℃）＝0.42×103 J/（kg·℃）×0.05 kg×（1 080 ℃－t共） 解得t共＝80 ℃ 同步变式拓展 1. （2024·黑龙江）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的 　比热容　大，若暖气中50 kg的水，温度降低2 ℃，放出的热量是 　4.2×105　J。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] 2. （1）在标准大气压下，质量为6 kg、温度为45 ℃的水吸收7.56×105 J的热量后，水的温度能升高 　30　℃。 （2）在标准大气压下，质量为3 kg、温度为45 ℃的水吸收7.56×105 J的热量后，水的温度能升高 　55　℃。[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）] 比热容　 4.2×105　 30　 55　 $$