13.1 热量 比热容 课件-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第十三章 内能 九上物理 RJ 第2课时 第1节 热量 比热容 学习目标 2.利用热量的计算公式，进行简单的计算。 1.能根据比热容概念，推导出热量的计算公式。 知识回顾 为了表示不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同的这种性质，物理学中引入了比热容这个物理量。 问题：如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度，能计算它吸收的热量吗？ 它在数值上等于1 kg的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。 已知铝的比热容是0.88×103J/(kg·℃)，这表示质量是1kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88 ×103J。 求：把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃ ，铝块吸收的热量是多少？ 02 新知探究 质量为1kg的铝，温度升高1℃，要吸收0.88×103J的热量. 质量改变 2kg 质量变化 1℃ 温度 2 × 1 × 0.88×10³J 温度改变 2kg 质量 70℃ 温度变化 2 × 70 × 0.88×103J Q吸 :物体吸收的热量； C :物质的比热容； m :物体的质量； t0 :加热前物体的温度； t :加热后物体的温度； 通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式： Q吸=____________________。 c × m ×（t - t0） 热量的计算： （1）升温吸热：Q吸=cm（t-t0）； （2）降温放热：Q放=cm（t0-t）。 若用 Δt 表示温度变化量，则物体吸收或放出的热量为 Q=cmΔt. 1. 各物理量的单位必须统一为国际单位制单位：Q→J、C→J/(kg·℃）、m →kg、Δt → ℃ 。 2. 物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、物体的质量和温度的变化量三个因素都有关系，注意这里指的是温度的变化量，而不是物体的温度。 运用热量计算公式进行计算时应注意的问题 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，若热量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（若放出的热量没有损失）。 典例精讲 【例1】一把质量为0.25kg的钢刀，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，求这把钢刀在冷却过程中放出了多少热量? [c钢=0.46×103 J/(kg·℃)] 解:Q放 = cm( t0-t ) =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560℃-20℃) =6.21×104 J 【例2】在标准大气压下，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多少？ 典例精讲 解：根据热量公式Q = cmΔt，不计热量损失，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℃，故水的温度会升高到100℃。 热量的计算： 升温吸热：Q吸=cm（t-t0） 降温放热：Q放=cm（t0-t） 课堂小结 04 1.已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　） A．6×J B．6×J C．6×J D．6×J C 05 随堂练习 2. 将质量、初温分别相等的铁块和铝块（C铝＞C铁）放在沸水中煮较长一段时间，比较它们吸收热量的多少，则（　　） A．铁块比铝块吸收的热量多 B．铝块比铁块吸收的热量多 C．铁块和铝块吸收的热量一样多 D．条件不足，无法确定 B 由=cm△t可知m和△t相同，c越大，吸收的热量越多 05 随堂练习 3. 质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为________。 7：4 基础巩固题 4. 用同一酒精灯分别给质量相等的 甲、乙两种物质加热，根据测量数 据绘制如图所示图象，由图可知： 甲物质的温度比乙物质的温度 升高______（选填“快”或“慢”），甲物质的比热容_________（选填“大于”或“小于”）乙物质的比热容。 快 小于 基础巩固题 4. 有一根烧红的铁钉，温度是800℃，质量是1.5g，它的温度降低到20℃，要放出多少热量？ 解：由Q吸=cm（t-t0）得 Q放= cm（t0-t） = 0.46×103J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800-20)℃ = 538.2J 05 随堂练习 $$第十三章 内能 第1课时 第1节 热量 比热容 新 课 引 入 同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？ 2 3.通过探究实验掌握控制变量法，了解转换法的应用。 2.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 1.知道热量的概念及单位。 4.能用比热容解释简单的自然现象，感受物理和生活的密切关系。 学习目标 课堂导入 在学习物态变化时，我们常说物体吸热或放热，例如在烧水的时候，水会吸热，我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢? 烧水 热传递 新知探究 知识点1 热量 2、热量的单位：焦耳，符号为J。 一、热量： 在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量 (quantity of heat)。 1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。 高温物体（火焰） 低温物体（水壶和水） 放出热量 吸收热量 Q 符 号 5 【思考】 A.烧开一壶水与烧开半壶水相比较，哪种情况用的时间长？ B.把一壶水烧开和把这壶水烧成温水相比较，哪种情况用的时间长？ 1.烧水时间的长短反映了什么？ 2.哪些因素影响水吸收的热量？ 生活经验表明：物体的质量越大，升高的温度越高，加热时间越长，吸收的热量越多。 （吸热的多少） （质量和升高的温度） 3、影响物质吸收或放出热量多少的因素 6 猜想 （1）比什么？拿谁比？怎么比？ （2）怎么知道哪种物质吸收热量多？ （3）要记录哪些数据？ （4）实验方法是什么？ 如何比较水和食用油的吸热情况呢? 吸收的热量除了与物体质量和升高的温度有关外，与物质的种类有关吗？ 二、 比较不同物质的吸热能力 7 新知探究 知识点2 比较不同物质的吸热能力 方案: 取质量和初温相同的水和食用油，加热使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强； 实验设计 学生电源、规格相同的电加热器、水、食用油、烧杯、温度计、细线、秒表、天平等。 实验器材 控制变量法 相同的电加热器加热的时间 转换法 8 新知探究 知识点2 比较不同物质的吸热能力 液体 质量m(g) 初温t0(℃) 末温t1(℃) 升高的温度 (t1－t0)/(℃) 加热时间 t (min) 水 食用油 实验数据记录表 （1）用天平测量相同质量的水和食用油； （2）用规格相同的电加热器加热，记录 温度计示数，控制升温相同； （3）记录加热时间。 实验步骤 9 新知探究 知识点2 比较不同物质的吸热能力 视 频 10 物质 质量/g 初温／℃ 末温／℃ 升高的温度／℃ 加热时间／min 食用油 500 25 50 25 4 水 500 25 50 25 8 质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水加热时间要长，水吸收的热量比食用油多 实验记录 实验结论 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，物理学中用比热容来描述物质的这种性质。 思考：水和食用油相比，谁的吸热能力强？ 11 三、 比热容 1.定义： 2.单位： 3.物理意义： 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，叫作这种物质的比热容 c 焦每千克摄氏度， 符号是“J/( kg・℃)”。 表示不同物质的吸热（放热）本领。 比值定义法 用两个基本物理量的比来定义新物理量的方法叫作比值定义法。例如比热容、密度、压强、功率等都是用比值定义法定义的。 1.在目前发现的物质中，水的比热容最大。 【观察】 物质比热容还与物质的状态有关。 对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小、温度改变的多少及物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。 【总结】 2.水和冰比热容不同, 新知探究 知识点3 比热容 l 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。 水的比热容是4.2×103 J /(kg·℃) 表示质量为1kg的水，在温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量是4.2×103J。 比热容是反映物质自身性质的物理量，表示物体吸收或放出热量的本领。 新知探究 知识点3 比热容 （1）质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。 比热容大的物质对调节温度有较强的作用。 水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 4.应用： 比热容的应用 海滨24℃－32℃ 沙漠5℃－42℃ 为什么海滨市温差变化很小而同一纬度的沙漠地区的温差变化会如此大？ 由于海水的比热容大，沙石比热容小，海水与沙石比较，海水吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小，白天在受太阳照射条件相同时，海水的温度变化要小些，沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚放热，沿海地区温度降低也小。 汽车发动机为何用水来冷却？ 水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。 冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？ 水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时， 放出的热量多，用热水取暖效果好。 水的比热容比沙石的大，白天 热，岸上气温比海面气温升得 ，使空气对流，近地面风从 吹来。晚上 热，海面温度 ，风从 吹来。 【海陆风形成】 白天：海风 黑夜：陆风 【成因】 看图思考，分析形成原因。 吸 高 海面 放 高 陆地 例1.关于比热容，下列说法中正确的是（ ） A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B.物体的质量越大，它的比热容越大 C.密度越大的物体，比热容越大 D.比热容是物体自身的性质，与质量、吸（放）热情况无关 典型例题 D 热量 比热容 定义 在热传递过程中，传递的热的多少；单位：J 比热容 热量 课堂小结 单位 物理意义 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。 J/( kg・℃) 不同物质的吸热本领 例 下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（　　） A．让热水流过散热器供暖 B．用循环水冷却汽车发动机 C．沿海地区昼夜温差较小 D．夏天在房间内洒水降温 D 连接中考 2.用冷水冷却汽车发动机，主要是利用水的（ ） A．比热容大 B．密度大 C．凝固点低 D．沸点高 随堂练习 A 例 沿海地区昼夜之间的温差，与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同，如下列出的是：2018年6月某日同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况，请判断甲是______城市（选填“沿海”或“内陆”），你的依据是 。 沿海 沿海城市昼夜温差小 2018年6月某日 城市甲 晴 22～30℃ 城市乙 晴 19～37℃ 随堂练习 3.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。请从比热容的角度分析，与沿海地区相比，新疆这些地区昼夜温差大的原因是什么。 解析： 新疆沙漠地区的砂石多，白天太阳照射，砂石吸收热量，由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温升得很高；晚上，砂石放出热量，砂石的比热容小，温度变化大，气温降得很低，故会出现早晚冷、中午热的现象。 24 例，在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。 加热时间/ min 0 1 2 3 4 甲的温度/ ℃ 20 27 34 41 48 乙的温度/ ℃ 20 35 50 65 80 (1)该实验除了图中的实验器材外,还需要用到的实验器材有:停表和　　　　 。  (2)实验中应选用规格　　　　(选填“相同”或“不同”)的电加热器分别给初温相同且　　　　(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体加热,并记录实验数据。  (3)分析下表中实验数据可知,此实验是通过比较_________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,　　　　(选填“甲”或“乙”)液体吸热本领强。 (4)该实验用到的研究方法有:转换法和 　　　 　。   天平 相同 质量 温度变化 甲 控制变量法 $$