内容正文:
第十二章 内能及其应用
第三节 比热容
海南陵水:全球首个商用海底数据中心
为什么用水给数据处理器降温?
情境引入
烧开一壶水和烧开半壶水,哪种情况下吸收的热量多?
使一壶水升温到30 ℃和升温到80 ℃,哪种情况下吸收的热量多?
烧水时,水吸收热量的多少,既与水升高的温度有关,又与水的质量有关。
情境引入
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
因变量:
如何测量:
水吸收的热量Q
变量分析
1
自变量:
如何改变:
控制变量:
如何控制:
持续加热
水升高的温度Δt
水的质量m
加热相同质量的水
水吸收的热量Q
电热丝放出的热量Q
电热丝每秒释放的热量(功率)
加热时间
水吸收的热量Q
双层电热杯
数字计时器
数字温度计
忽略少量热损
实验器材
2
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
因变量:
如何测量:
水吸收的热量Q
自变量:
如何改变:
控制变量:
如何控制:
持续加热
水升高的温度Δt
水的质量m
加热相同质量的水
加热时间
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
进行实验
3
实验数据记录表
4
水升高的温度Δt/℃ 1 2 3 4 5 6
加热时间t/s 5 10 14 19 24 27
水吸收的热量Q/J 1 690 3 380 4 732 6 422 8 112 9 126
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
m = 350 g
实验数据处理
5
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
列1 1 2 3 4 5 6 1.69 3.38 4.732 6.422 8.112 9.126 升高温度t/℃
吸收的热量Q/×103J
当水的质量一定时,吸收的热量与升高的温度成正比。
实验结论
6
一、探究水吸热升温时吸收的热量与水升高的温度的关系
列1 1 2 3 4 5 6 1.69 3.38 4.732 6.422 8.112 9.126 升高温度t/℃
吸收的热量Q/×103J
因变量:
如何测量:
水吸收的热量Q
自变量:
如何改变:
控制变量:
如何控制:
加热不同质量的水
水的质量m
水升高的温度Δt
升高相同的温度
加热时间
变量分析
1
二、探究水吸热升温时吸收的热量与水的质量的关系
进行实验
2
二、探究水吸热升温时吸收的热量与水的质量的关系
Δt=20 ℃
250 g
300 g
350 g
400 g
500 g
450 g
实验数据记录表
3
水的质量m/g 250 300 350 400 450 500
加热时间t/s 319 350 432 452 522 543
水吸收的热量Q/J 25 839 28 350 33 992 37 612 43 282 49 983
二、探究水吸热升温时吸收的热量与水的质量的关系
Δt = 20 ℃
当水升高的温度一定时,吸收的热量与水的质量成正比。
实验数据处理
4
二、探究水吸热升温时吸收的热量与水的质量的关系
Y 值 250 300 350 400 450 500 25.839 28.35 33.992 37.612 43.282 49.983 质量m/g
吸收的热量Q/×103J
水吸收的热量与升高的温度成正比,与水的质量成正比。
假设:质量为1 kg的水,温度升高1 ℃,所需要吸收的热量为X J。
m/kg Δt/℃ Q/J
1 1 X
2
3
1
1
2X
3X
3
2
6X
5
8
40X
三、比热容
服务器沉入海底工作,会面临着哪些难题?
1.海水是导体,可能会造成服务器短路。
2.海水会对服务器产生巨大压力。
3.维修困难。
……
三、比热容
可以使用其他物质降温吗?
油
沙子
分析数据
三、比热容
正比
大量实验表明,同种物质吸热升温(或放热降温)时,所吸收(或放出)的热量与升高(或降低)的温度成正比,与物质的质量成正比。
质量为1 kg的水,温度升高1 ℃,所需要吸收的热量为X J。
三、比热容
质量为1 kg的色拉油,温度升高1 ℃ ,所需要吸收的热量为X′ J 。
对比分析:质量相等的水和油升高相同的温度,需要吸收的热量相同吗?
探究一:水吸收的热量与水升高温度的关系(水的质量:120 g) 探究三:色拉油吸收的热量与水升高温度的关系(色拉油的质量:120 g)
升高温度Δt/℃ 1 2 3 4 5 6 升的温度Δt/℃ 1 2 3 4 5 6 7 8
加热时间t/s 54 107 161 214 268 323 加热时间t/s 37 73 109 146 182 220 257 294
吸收的热量Q/J 561.6 1112.8 1674.4 2225.6 2787.2 3359.2 吸收的热量Q/J 384.8 759.2 1133.6 1518.4 1892.8 2288 2672.8 3057.6
Q/Δt
(J/℃) 561.6 556.4 558.1 556.4 557.4 559.9 Q/Δt
(J/℃) 384.8 379.6 377.87 379.6 378.56 381.33 381.83 382.2
探究二:水吸收的热量多少与水的质量的关系 (升高的温度:1 ℃) 探究四:色拉油吸收的热量与色拉油质量的关系(升高的温度:1 ℃)
质量
m/g 100 110 120 130 140 150 质量
m/g 90 100 110 120 130 140 150
加热时间
t/s 44 48 54 57 61 64 加热时间t/s 27 31 34 37 40 43 48
吸收的热量Q/J 457.6 499.2 561.6 592.8 634.4 665.6 吸收的热量Q/J 280.8 322.4 353.6 384.8 416 447.2 499.2
Q/m
(J/g) 4.58 4.54 4.68 4.56 4.53 4.44 Q/m
(J/g) 3.12 3.224 3.21 3.21 3.2 3.19429 3.328
某种物质
吸热能力
某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量,与其质量和温度变化量乘积的比
放、
三、比热容
质量为1 kg的水,温度升高1 ℃,所需要吸收的热量为X J 。
质量为1 kg的油,温度升高1 ℃,所需要吸收的热量为X′ J 。
三、比热容
国际单位:J/(kg ·K),读作“焦每千克开” 。
常用单位:J/(kg·℃),读作“焦每千克摄氏度” 。
定义:某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量,与其质量和温度变化量乘积的比,叫作这种物质的比热容。
1
定义式
2
单位
3
常温常压下一些常见物质的比热容
你能说出煤油的比热容吗?它表示的物理意义是什么?
三、比热容
常温常压下一些常见物质的比热容
不同物质的比热容相同吗?
三、比热容
常温常压下一些常见物质的比热容
同种物质的比热容一定相同吗?
三、比热容
常温常压下一些常见物质的比热容
哪种物质的比热容较大?
你还能举出应用水的比热容较大的特点的生活实例或自然现象吗?
三、比热容
比热容
物质
C=
四、课堂小结
性质
定义
吸放热能力不同
2
2
$$