14.2 物质的比热容 ---2025-2026学年沪科版物理九年级上学期

该初中物理课件聚焦“物质的比热容”核心知识点，涵盖比热容概念探究、实验验证及热量计算。课堂导入通过“中午沙子烫海水凉、傍晚相反”的生活现象提问，结合复习比热容定义搭建支架，引导学生从生活走向物理，形成“现象-探究-概念-应用”的学习脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过水和食用油的对比实验（控制变量法）培养科学思维，用沿海与内陆温差实例深化物理观念。课堂训练梯度设计，从基础计算到热平衡问题，助力学生提升科学推理能力，教师可直接用于探究式教学，高效落实核心素养。

第十四章 内能与热机 沪科版（2024）九年级全一册 第二节 物质的比热容 第1课时 探究物质的比热容 第2课时 与比热容相关的热量计算 第1课时 探究物质的比热容 凉 热 中午，同样在太阳的照射下，为什么沙子这么烫，而海水却这么凉呢？ 新课导入 凉 热 在傍晚，为什么海水热而沙子凉？ 新课导入 一、探究物质吸热或放热规律 提出问题： 某种物质升温时吸收热量的多少可能与哪些因素有关，有怎样的关系呢？ 新知探究 生活事例： 1.烧开一壶水和烧开半壶水需要的热量一样多吗？ 2.把一壶水烧开和烧成温水需要的热量一样多吗？ 小结： 对于同种物质（如水），水吸收的热量与水的质量（m）和升高的温度（Δ t）有关； 质量越大，吸收的热量越多； 温度升高的度数越多，吸收的热量越多。 新知探究 6 思考：物体吸收热量除了跟物体的质量和温度的变化有关，还跟哪些因素有关？ 使相同质量的铜和铁升高相同温度，需要的热量相同吗？ 铜块 铁块 使它们升高相同的温度，吸收的热量一样多吗？ 新知探究 实验探究 实验目的： 探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同。 设计实验与制定计划： 取质量相等的水和食用油，用相同的热源加热，采用控制变量法，即在升高相同温度的情况下，比较加热时间的长短，在加热相同时间的情况下，比较升高的温度大小。 探究不同物质的吸热能力 新知探究 8 实验器材： 两只相同电加热器、两只相同的烧杯、质量相同的水和食用油、两支温度计、两只搅拌器、两个铁架台、秒表。 新知探究 实验步骤： 新知探究 实验数据： 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/s 液体吸热情况“多”或“少” 水 150 26.1 61.9 120 水 250 26.1 52.1 76 多 食用油 150 27.9 85.1 120 食用油 250 27.9 53.9 39 少 分析与论证： 用相同的热源，给质量相同的水和食用油加热，升高相同的温度，水需要的加热时间比食用油长，表明水吸收的热量多,水的吸热能力强，即不同的物质吸热本领不同。 新知探究 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比食用油吸收热量多。 怎样表示不同物质这种性质上的差别呢？ 实验现象： 实验说明： 新知探究 归纳总结： 1.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.比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · ℃)。 3.比热容是物质的一种特性。 4.物理意义：比热容是反映物质自身性质的物理量，数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。 新知探究 二、物质的比热容 水的比热容是：c水= 4.2×103 J/(kg · ℃) 食用油的比热容是：c油= 1.97×103 J/(kg·℃) 尝试说出水的比热容的物理意义： 　　1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。 食用油 水 新知探究 物质 比热容c/(J·kg-1·℃-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·℃-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 常见物质的比热容 1.谁的比热容最大？ 2.同种物质的比热容是一直不变的吗？ 3.你还有哪些发现？ 新知探究 水的比热容大，从发动机吸收热量后，温度升高较慢 新知探究 三、利用比热容解释生活现象 中午时，沙子比海水热；傍晚时，海水比沙子热 沙子的比热容比海水小。中午太阳辐射相同热量，水温升高慢；傍晚海水和沙子放出相同的热量水温降低慢 新知探究 总结：相同质量的不同物质吸收(或放出）相同热量时，水升高（或降低）的温度比其他的物质少 新知探究 水的比热容大，在输送到用户端时，温度降低，放出的热量较多 北方的冬天，用热水取暖？ 新知探究 农民常在傍晚时候给稻田灌水，早晨再把水放掉 傍晚给稻田灌水，夜晚温度降低时，水放出热量更多，可以保护稻田；早晨把水放掉，泥土的比热容小，可以让稻田更快升温 新知探究 总结：相同质量的不同物质升高（或降低）相同温度时，水吸收（或放出）的热量比其他的物质多 新知探究 沙漠地区昼夜温差很大，而沿海地区昼夜温差不大。这又是什么原因呢？ 新知探究 课堂小结 一、探究物质吸热或放热规律 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同 二、物质的比热容 单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，叫做这一物质的比热容。 三、利用比热容解释生活现象 用冷水冷却汽车发动机 定义： 单位： 焦／(千克·摄氏度) 用热水取暖 课堂小结 1.沿海地区，昼夜温差较小，而内陆沙漠地区的昼夜温差较大，这主要是因为（ ） A.海水的密度小，砂石的密度大 B.海水的比热容大，砂石的比热容小 C.海水的内能多，砂石的内能少 D.海水吸收热量少，砂石吸收热量多 B 课堂训练 2.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球（c铝>c铁>c铜），浸没在沸水中煮较长的一段时间，则三个球的温度______。从沸水中吸热最多的是______球，吸热最少的是______球。 相同 铝 铜 课堂训练 3.若将一瓶煤油倒去一半，则留下的一半（ ） A.密度不变，比热容变为原来的一半 B.密度和比热容都不变 C.比热容不变，密度变为原来的一半 D.密度、比热容都变为原来的一半 B 课堂训练 4.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.高温物体放出热量一定多 D.质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度 D 课堂训练 5.下列物质的比热容发生改变的是（ ） A.一杯水倒掉半杯 B.水凝固成冰 C. 0℃的水变成4 ℃的水 D.将铁块锉成铁球 B 课堂训练 第2课时 与比热容相关的热量计算 一、物体的吸热能力：与质量、升高的温度、物质种类有关。 二、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，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 三、比热容反映了物质吸收或放出热量的能力。水的比热容最大，为4.2×103J/(kg·℃)。 复习导入 新课导入 提出问题： 水的比热容物理意义是什么？ 知道了物质的比热容相当于知道了什么？ 相当于知道了1㎏的这种物质温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量。 如果物体的质量不是1㎏，升高或降低的温度不是1℃，那么物体吸收或放出的热量该怎样计算呢？ 一、热量的计算 新知探究 注意 相同质量的同种物质温度降低1℃所放出的热量与温度升高1℃所吸收的热量是相同的。 当物体温度升高时，比热容的计算公式为 当物体温度降低时，比热容的计算公式为 c ：比热容 Q：吸收（或放出）的热量 m：物体质量 t2：物体末温度 t1： 物体 初温度 新知探究 例题*：如图所示，电水壶中装有质量为2kg、温度为20℃的水。通电后将水加热到100℃，水吸收的热量是多少？ 解 由题意得，水的质量m=2kg，水的初温度t1=20℃，水的末温度t2=100℃，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。 由公式Q吸=cm(t2－t1)可计算水吸收的热量为 Q吸= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃) = 6.72×105J。 所以，水吸收的热量为6.72×105J。 新知探究 热平衡 （1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 （2）热平衡方程：Q吸 = Q放。 热量和热平衡 二、温度变化量或质量的计算 新知探究 （1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt。 （2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。 热量和热平衡问题的计算 新知探究 （3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差。 （4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放。 热量和热平衡问题的计算 新知探究 例题：使20g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103J/(kg·℃)］ 解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量 Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J； 由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供， 即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量： 新知探究 例题：在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到 ℃。 解析：解答本题的关键是根据热量公式推出 ，且要分清“升高到”与“升高了”的区别。本题“升高到多少”即求水的末温。 根据热量公式Q = cmΔt，得水升高的温度为： 由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃，故水的末温为100℃。 100 三、热量计算中的隐含条件 新知探究 【方法归纳】本题综合考查了吸热公式的应用和液体沸腾的规律，关键要注意液体的温度不可能超过其沸点这个隐含条件。 新知探究 说明：c为物质的比热容，m为物体的质量，t0为初温，t为末温，Δt为温度的变化量。 注意： (1)运用公式计算时，各物理量的单位要统一。 (2)热传递过程中，若不计热量损失，有Q吸＝Q放。 综合公式 Q=cmΔt 课堂小结 比热容的相关计算： 40 1．甲、乙两种物质，质量之比是2∶5，比热容之比是3∶2，升高相同的温度，则吸收的热量之比是(　 　) A．5∶3 B．3∶5C．15∶4 D．4∶15 B 课堂训练 2．用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为(　 　) A．5.04×105 J B．4.2×105 J C．2.52×105 J D．条件不足，不能计算 C 课堂训练 课堂训练 3.*小丽用相同的电加热器分别对质量为 0.2kg的水和 0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图14-14所示，则水在16 min 内吸收的热量为 J，另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。 2.52×104 1.4×103 4.有一根烧红的铁钉，质量是20g，温度是900℃，若它的温度降低到400℃，放出的热量是多少？［c＝0.46×103J/（kg·℃) ］ 解：铁钉放出的热量 Q ＝c·m·Δt ＝ 0.46×103J/(kg·℃) ×0.02kg×(900℃－400℃) ＝4.6×103J 答：铁钉放出的热量是4.6×103J。 课堂训练 5.若100g水从20℃升温至90℃，要吸收多少热量？一根铁钉的质量约10g，从1 000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，c铁=0.46×103 J/(kg·℃)] 解：水吸收的热量 Q吸 = c水m水Δt =4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃－20℃) =2.94×104J。 铁钉放出的热量 Q放=c铁m铁Δt =0.46×103J/(kg·℃) ×0.01kg×(1 000℃－25℃) =4.485×103J。 课堂训练 6.把100g、80℃的热水跟250g、10℃的冷水相混合，混合后的温度为28℃，求热水放出的热量和冷水吸收的热量？ 解：热水放出的热量 Q放 = cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(80℃－28℃) =2.184×104J 冷水吸收的热量： Q吸 = cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(28℃－10℃) =1.89×104J 课堂训练 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$