13.1 热量 比热容 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第1节 热量 比热容 第十三章——内能 第1节 热量 比热容 学习目标 了解什么是热量； 1 了解比热容的概念；知道比热容是物质的一种属性；（重点） 2 尝试利用比热容知识来解释生活中的一些现象；（难点） 3 能解决简单的热量计算问题。（难点） 4 大美新疆！ 早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。 情境导入 情境导入 思考：同样是在太阳的照射下，为什么沙子和海水的温度变化如此不同呢? 假期到海边旅行的时候我发现一个有趣的现象：白天，我们在沙滩上玩耍时，脚下的沙子热得发烫，可海水却依旧清凉；到了夜晚，沙子很快就凉了下来，海水却还是暖暖的。 新知探究 知识点一. 热 量 在学习物态变化时，我们经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? ？ 问题 加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量(Q)。热量的单位是：焦耳 （J） 热量总是从高温物体传给低温物体 1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。 热量是一个过程量，表达用“吸收或放出”热量，不能表达成“含有热量或具有热量。 思考：怎样能让客人快速喝上开水呢？ 方法1：烧半壶水；因为烧一壶水吸收的热量要多一些。 方法2：用温水烧开；因为把冷水烧开吸收的热量要多一些。 生活经验可知：水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。 那么不同的物质，质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一样多吗？ ？ 想一想 比较不同物质吸收热量的情况 演 示 提出问题： 实验器材： 水、食用油、玻璃杯、温度计、秒表、天平、相同规格的电加热器。 不同物质吸热的情况是怎样的？ 相同电加热器，可保证加热器每秒放出的热量 ，可以认为液体每秒吸收的热量 。 相同 相同 热平衡方程：Q吸=Q放 设计实验： 实验中，应控制哪些物理量不变？ 质量、吸收的热量。 如何知道哪种物质吸热比较多？ 使用相同的加热器，加热时间长的吸热多，反之少。 控制变量法 转换法 物质吸收热量多少用加热时间的长短来表示 1.取一定质量的水和食用油装入两容器中，安装好实验器材。 2.记录液体加热前的温度。 3.给电加热器通电，每隔2分钟分别记录油和水的温度。 进行实验： 实验记录： 实验结论： 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是 。 液体 质量m/g 升高温度△t/℃ 加热时间t/min 水 200 约26 约4 食用油 200 约26 约8 实验表明：质量相同的水和食用油，升高相同的温度，水加热时间较长，说明水吸收的热量比食用油多。 不相同的 新知探究 知识点二.比热容 吸热时间/s O 100g水、食用油“吸热时间—升温”关系图 水 食用油 思考：你从图中得出了什么？ 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。物理学中引入比热容这个物理量表示不同物质的吸热能力。比热容越大，吸热或放热时温度变化小 升高的温度/℃ 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。 单位： 符号： c 焦每千克摄氏度，符号：J/(kg·℃) 物理意义：反映物质吸 （放）热本领强弱以及物质温度变化快慢的物理量。 （比热容大的物质吸、放热本领强，温度变化慢） 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。 定义： 定义表达式： Q吸：热量，单位：J m：质量，单位：kg Δt：温度变化量 （温度差） 单位：℃ 发现什么规律？ 1.比热容是物质本身的一种性质； 2.物质种类不同，比热容一般不同； 3.比热容与物质状态也有关。 质量、温度、吸收或放热的多少等因素无关。 活动：找出比热容最大的物质，并说出它表示的物理意义。 思考：你能说出为什么前面实验中水升温慢吗？ 水的比热容是： 4.2× 103J／（kg·℃） 4.2× 103焦每千克摄氏度 读作: 1kg水温度每升高(或降低)1℃需吸收(或放出)热量为4.2× 103J。 物理意义： 比热容大的物质吸热能力强，温度变化小。 倒掉一半 水 1、如左图，杯中的水倒掉一半后， 比热容是否发生变化？ 水 2、如左图，给杯中的水加热后，比热容是否发生变化？ 水 冰 凝固 3、如左图，杯中的水变成冰块，比热容是否发生变化？ 答：不变 答：不变 答：改变 比热容是物质的一种特性，只与物体的种类和状态有关，而与物体的质量、温度的高低、吸热的多少无关。 1、小黄同学为了研究物质的比热容，取质量相等的甲、乙两种液体，用同样的电热器同时加热（不计热损失）。过一段时间后，发现甲液体升高的温度比乙液体大，由此判断甲、乙两物质的比热容的大小关系是甲 乙。 小于 2、烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（ ） A.质量 B.密度 C.比热容 D.沸点 A 课堂训练 3、 下表是一些物质的比热容【J/（kg·℃）】，根据表中数据，下列判断正确的是 （ ） A.物质的比热容与物质的状态无关 B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍 C.质量相等的铝块和铜块吸收相同热量，铜块温度变化较大 D.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 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 约0.84×103 沙子 约0.92×103 铜 0.39×103 新知探究 知识点三. 比热容的应用 “据当地有关专家预测，我国目前最大的三峡水利工程——三峡水电站建成后，三峡库区的气候会受到一定的影响，夏天气温将比原来下降2 ℃左右，冬天气温将比原来升高2 ℃左右。” 沙子和水均受太阳同样的照射，为什么沙子很烫脚而水却是凉凉的？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢，因此白天海水温度低，沙子温度高。晚上没有光照时，海水和沙子放出相同热量时，海水降低的温度比沙子的小，所以海水温度高，沙子温度低。 想一想 ？ 沿海地区昼夜温差较小，而内陆沙漠地区的昼夜温差较大，这又是什么原因呢？ 答：沿海地区，水的比热容大，吸热或放热温度变化小，反之沙漠地区，沙石的比热容小，吸热或放热温度变化大 想想议议  我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处? 水的比热容大，等质量的水和其他物质相比，降低同样的温度，水放出的热量比较多，取暖效果较好。 如图，水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？ 思考 ？ 水稻育秧期间，傍晚灌水是利用水的‌比热容大‌的特性，水放出一定热量时，温度降低得少，通过放热降温防止霜冻，对秧苗起了保温作用。白天放水则利用‌泥土比热容小‌的特性快速升温，为秧苗提供适宜的生长环境。 ‌ 海陆风的形成 海陆风指的是沿海地区白天风从海洋吹向陆地、夜间从陆地吹向海洋的现象。原因：由于海洋与陆地（岩石）的比热容大小不同，海水比热容大，岩石比热小，所以： 1、白天时，陆地气温高于海洋，在陆地表面形成低压，海洋表面出现高压，风从海洋吹向陆地； 2、夜间时，陆地气温低于海洋，在陆地表面出现高压，海洋表面形成低压，风从陆地吹向海洋。 拓展实验示 用传感器比较不同物质的比热容 温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，可以得到水和食用油的温度一时间图像，进而比较它们的比热容。 吸收相同的热量，比热容小的，温度变化大；反之，比热容较大，其温度变化小。 1.由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量很多，有利于作冷却剂或用来取暖。 例如： 用水做“冷却液”或“保温剂” 2.由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气温。 例如： 小区里的“人工湖” 归纳总结 1.新疆民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。” 反映了当地昼夜的温差较 （大/小），从比热容角度来看，这是由于 。 大 砂石的比热容较小 2.汽车发动机常用水来冷,这是利用了： 的特点。 水比热容大 课堂训练 材料拓展 城市“热岛效应” 城市“热岛效应”是一种城市市区气温明显高于外围郊区的现象。在近地面等温线图上，郊区气温相对较低，而城区则形成一个明显的“高温区”，就像凸出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以被称为城市“热岛”。 城市气候最显著的特点之一就是城市“热岛效应”。 新知探究 知识点四. 热量的计算 大家可知道水的比热容？其物理意义是什么？ c水=4.2× 103J／（kg·℃） 那么2kg的水温度从10℃加热到60℃，怎样计算水吸收的热量呢？ 问题1:1kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？ 问题2:2kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？ 问题3:2kg水温度升高50℃吸收的热量是多少？ 问题4:物质吸收的热量的多少与其比热容c、质量m、 温度的变化Δt成什么关系？ 成正比例关系 4.2×103J 8.4×103J 4.2×105J 热量的计算公式 Ｑ=cmΔt 注释： Ｑ表示热量，单位：J c表示比热容，单位：J/(kg · ℃) m表示物质的质量，单位：kg Δt 表示温度差（温度变化量），单位：℃ 吸热公式Q吸= cm(t-t0) 放热公式Q放= cm(t0-t ) t 表示初温 t0表示末温 课堂训练 1、质量为1kg的铁块，温度从40 ℃升高到50 ℃需要吸收多少热量。 ［c铁=0.46×103Ｊ／(kg· ℃)] 解：依题意得 Ｑ吸=cmΔt= 0.46×103Ｊ／(kg· ℃) × 1kg ×（ 50－40）℃ =4.6 × 103Ｊ 答：铁块需要吸收4.6 × 103Ｊ热量。 2、质量为 ，温度为 的水，当吸收了 的热量后，温度将升高到多少摄氏度？（1标准大气压） 2Kg 65℃ 3.36×105J 解：根据公式Q= cmΔt可得，水升高的温度 水末温t =t0+∆t =65℃+40℃=105℃ 因为在标准大气压下，水的沸点为100℃，所以水的温度最多升高到100℃，即温度将升高到100℃。 3、小杨家的电热水器内装有50L的水，该热水器中水的温度从20℃升高到40℃，求这些水吸收的热量。 解：由 得： 水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m³×50×10-³m³=50kg， 水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2×10³J/(kg·℃)×50kg×(40℃-20℃) =4.2x106J m V ρ= 答：这些水吸收的热量为4.2x106J 4、 质量为1kg、初温为80℃的水吸收1.05×105J的热量，求水的末温。[气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃ ) ] 解：根据公式Q= cmΔt可得，水升高的温度 水末温t =t0+∆t =80℃+25℃=105℃ 因为在标准大气压下，水的沸点为100℃，所以水的温度最多升高到100℃，即水的末温为100℃。 课堂总结 练习与应用 1、在标准大气压下，水的沸点是100℃，某种牛奶的沸点是107℃。加热条件相同时，加热质量相等、初温相同的水和牛奶，牛奶比水先沸腾。请根据比热容的定义讨论，水和牛奶哪个的比热容大。 答：水的比热容大 理由：其他条件都相同时，牛奶比水先沸腾，牛奶的温度变化大，牛奶的比热容小，则水的比热容大。 2、有同学根据 认为:比热容跟物体吸收或放出的热量有关，而且物体的质量越大，它的比热容越小。这种认识正确吗?说说你的看法。 答：比热容是物质本身的一种性质，它的大小与物质的种类、状态有关。与物质的质量、吸收热量的多少、升高的温度等无关。 3、质量为2kg的某种物质，当温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88x104J。该物质的比热容是多少? 解： Δt：温度差40℃-20℃ =0.47x103J/(kg · ℃) 答：该物质的比热容是.47x103J/(kg · ℃) 4、相同质量的铝块和铜块，吸收了相同的热量，哪个的温度上升得较高?说说你的推断过程。 理由：查阅资料可知，C铝>C铜，质量相同，吸收热量也相同时，根据公式 铝的比热容大，温度变化小，而铜的比热容小，温度变化大。 答：铜块的温度上升得较高 5、有一根烧红的铁钉，温度是800℃，质量是1.5g。当温度降低到20℃时，它放出了多少热量? Q= cmΔt =0.46x103J/(kg · ℃)x1.5x10-3kg x780℃ =538.2 J 解： 答：它放出了热量是538.2 J Δt=800℃-20℃=780℃ 6、“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。 答：新疆地区，沙石的比热容小，温度变化大所以昼夜温差大 沿海地区，水资源丰富，且水的比热容大，温度变化小。 谢谢欣赏 谢谢欣赏 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$