第1节 热量 比热容（导学案）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第1节 热量 比热容 （导学案） 【学习目标】 1.理解热量的概念，掌握热量单位及换算关系（1卡=4.18焦耳） 2.通过实验探究理解比热容的物理意义，知道比热容是物质特性（公式） 3.能用比热容解释海陆风、散热器等生活现象 4.经历"比较不同物质吸热能力"的完整实验过程 5.掌握控制变量法和图像分析法处理实验数据，体会科学探究的严谨性，培养团队合作意识 认识比热容在节能环保中的应用价值 6.了解比热容的概念和定义式，能运用比热容解释相关的自然规律，解决简单的实际问题。 【学习重点】 ①物质的吸热和放热规律；②比热容 【学习难点】对比热容的理解及应用 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 定义 为了科学地比较不同物质的吸热(放热)能力,我们引入了“比热容”这一概念。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(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积　之比　。比热容用字母　c　表示,其常用单位是　J/(kg· ℃)　。  2. 关系表达式为c=,其中Q为　吸收的热量　;m为　物体质量　;t1为　物体初温度　;t2为　物体末温度　。 3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法： ①升高相同的温度时，通过比较加热时间长短来判断物体的吸热能力； ②加热时间相同时，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力。 【课堂探究】 探究一、热量 1. 热量 （1）概念：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。 （2）单位：焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。 探究一：热量概念的建立 活动1：对比实验（小组合作） 实验器材：相同规格的电加热器、烧杯（2个）、温度计、天平、水和食用油 步骤：称取__等质量____（填"等质量"或"不等质量"）的水和食用油，同时加热相同时间，记录温度变化 绘制温度-时间图像 数据分析： 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 水 100 20 35 3 食用油 100 20 45 3 【结论】吸收相同热量时，___食用油___的温度变化更大，说明___水___的吸热能力强。 【思考】不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢? 【设计实验】 实验探究：比较不同物质吸收热量的情况 （1）实验设计： 选取质量相等的不同物质，利用 相同 的加热装置加热，使它们升高相同的温度，通过比较加热时间的长短比较它们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 （2）实验方法： 1.转换法：吸收热量的多少无法直接观察，但相同的电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。不考虑热损失，放出的热量全部被水或食用油吸收，故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。 2.控制变量法：控制水和食用油的质量、升高的温度相等，通过加热时间（吸收热量的多少）不同来说明水和食用油的吸热本领不同。 （3）实验步骤： ①取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g食用油。 ②用温度计分别测出并记录初温，并预先设定好加热的末温。 ③用相同的电加（4）实验数据： 物质 质量m/g 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热时间t/min 水 500 20 60 40 10 食用油 500 20 60 40 5 【分析与论证】 ①加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度，水需要的加热时间更长，水吸收的热量更多。 ②进一步分析：加热质量相等的水和食用油，使它们吸收相同的热量（加热时间相同），食用油升高的温度比水的高。热器对水和食用油进行加热，并记录它们分别达到末温时所需的加热时间t。 （1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度 不相等 （选填“相等”或“不相等”），食用油升高的温度比水的多。 推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量 不相等 （选填“相等”或“不相等”），水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。 （2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。 【实验结论】 质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量 不相等 （选填“相等”或“不相等”）。 【推导过程】 为了表示不同物质的吸热情况不同，物理学中引入了比热容这个物理量 【例题1】夏天，高楼林立的城区内气温比周围郊区高出好几摄氏度，这种现象称之为“热岛效应”。为减弱热岛效应，同学们对“沙子和水的吸热能力”进行了探究，组装了如图所示的实验装置。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 水温度/℃ 20 21 22 23 24 25 沙子温度/℃ 20 24 29 34 39 44 (1)利用相同的酒精灯给相同质量的沙子和水加热，使两种物质在相同时间内 相等；利用玻璃棒搅拌，目的是使被加热物质 。 (2)实验测得数据如表格所示，分析可知沙子比水的吸热能力 。等质量的沙子和水，吸收相等的热量时，升温较快的是 ，这是造成“热岛效应”的原因之一。 (3)通过讨论，同学们认为“热岛效应”的产生有多种原因，如城市建筑物较高；工厂、交通工具排放的废气 。 【答案】(1) 吸收热量 受热均匀 (2) 弱 沙子 (3)放出热量 【详解】（1）[1][2]根据转换法，用相同的酒精灯火焰加热，是为了在相同时间内，两种物质吸热相同实验中利用玻璃棒不断地搅拌，目的是使得物质受热均匀。 （2）[1][2]根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像知，加热相同时间，升温较快的是沙子。若使两者升高相同的温度，则水加热时间长，水吸收的热量较多，所以沙子吸热能力较弱。 （3）引起热岛的原因有工厂、交通工具等排放大量的热；城市建筑材料的比热容较小，在相同的日照下温度上升较快；城市水少，水蒸发时吸收热量少；建筑物较高，空气难以形成对流。 探究二、比热容 【想一想】通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那么应该怎样比较不同物质的吸热能力？我们来看看通过精确实验获得的实验数据： 一些常见物质的比热容 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103 砂石 约0.92×103 铅 0.13×103 1. 比热容 1、定义：一定质量的某种物体在温度升高（或降低）时所吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比——这种物质的比热容。 2、符号： c 单位： J/（kg•℃） 3、定义式： c = Q：吸收的热量 m：物体质量 t1：物体初温度 t2：物体末温度 水的比热容c 水 = 4.2×103 J/(kg·℃)表示—— 1 kg水温度升高或降低1 ℃ 吸收或放出的热量是4.2×103 J。 4、 几种物质的比热容 [J/（kg·℃）] 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 规律：（1）水的比热容最大 （2）比热容是物质本身的一种特性（影响因素：物质的状态及种类） C水=4.2×10³J/（kg·℃） C冰=2.1×10³J/（kg·℃） 5.比热容的运用（1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【提问】分析物质的比热容表，回答问题： ①不同种物质的比热容是否相同？ ②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。 ③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？ 【归纳】①不同种物质，比热容值一般 不相同 （选填“相同”或“不相同”）。 ②同种物质在不同状态时，比热容值 不相同 （选填“相同”或“不相同”）。例如，水的比热容与冰的比热容不同。 ③ 水 的比热容最大。 2. 运用比热容知识解释有关现象 实例分析： 上海夏季午后常见"海陆风"现象，用比热容知识解释： 白天：陆地升温___快___（快/慢），空气上升形成___低___（高/低）气压区，风从___海洋___吹向___陆地___。 夜晚：海水降温___慢___（快/慢），空气下沉形成___高___（高/低）气压区，风从__陆地____吹向____海洋__。 3. 水的比热容比较大的应用 （1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热 多 ，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热 多 ，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【例题2】在“生活处处有物理”的综合实践活动中，小明观察了厨房的一些设备和现象，下列解释正确的是 A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度缓慢升高 B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低 C．煲汤时，锅的上方会有“白气”，这是由于水蒸气液化形成 D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高 【答案】C 【详解】A．汤在沸腾后，温度保持不变，调小火焰，汤吸收热量，一样能沸腾，温度不会升高，故A错误； B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内气压较高，锅内水的沸点较高，水的沸点随着气压增大而升高，故B错误； C．煲汤时，锅上方的白气是热的水蒸气遇到冷的空气时，液化成的小水珠，故C正确； D．刚出锅的馒头温度很高，入嘴时会很烫，温度高的馒头内能大，热量是过程量，不能说含有热量的多少，故D错误。 故选C。 【例题3】生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指 ；“热传递”中的“热”是指 （均选填：热量/温度）。 【答案】 温度 热量 【详解】[1]“天气很热”，这里的“热”描述的是环境的冷热状况，反映的是温度的高低，所以指的是温度。 [2]“热传递”，这是由于温度差而导致的能量传递现象，传递的是热量，所以“热传递”中的“热”是指热量。 【例题4】1．以下四种现象中，与水的比热容没有关系的是( ) A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B．生活中往往用热水取暖 C．夏天洒水降温 D．滩涂湿地温差小 【答案】 C 【详解】 探究三、热量的计算 1. 热量的计算 （1）注意“升高”“降低”和“升高到”“降低到”的区别，前者是指温度差，后者是指末温； （2）.注意在一个标准大气压下，水的最高温度为100℃； （3）比热容在数值上等于1 kg 的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。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（或降低）的温度，就能计算它吸收（或放出）的热量。 2. 热量的计算公式 吸热公式： 放热公式： 如果用∆t表示升高或降低的温度（即温度变化量），吸热和放热公式可以统一为：。 Q吸=C·m（t2－t1） Q放=C·m（t1－t2） Q = C·m·∆t 2. 热平衡 热平衡：两者末温相同；若不存在热量损失，（高温物体放出热量，低温物体吸收热量） 【例题5】在沿海地区，常见“海陆风”现象。如图所示，当风从陆地吹向海洋时，通常（　　） A．发生在夜晚，且海水温度较高 B．发生在夜晚，且陆地温度较高 C．发生在白天，且海水温度较高 D．发生在白天，且陆地温度较高 【答案】A 【详解】水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，由图可知，此时地面附近的空气从陆地吹向海洋，形成陆风，故出现如图所示风向时，通常发生在夜晚，且海洋温度较高，故A正确，BCD错误。 故选A。 【精讲点拨】 1.比热容图像的分析技巧（同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同） （1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短； （2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。 （3）同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同，即可通过图像得出两种物质吸收热量的关系式，从而得出不同物质比热容的关系，进而求出物质的比热容。 2.不是所有跟水有关的应用都是利用水的比热容大的特点，如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发吸热的原理。 【归纳整理】 第1节 热量 比热容 【课堂练习】 1．下列现象中,不属与利用水的比热这个特性的是(     ) A．供暖系统用循环热水来供给暖气 B．炎热的夏天在地上撒水纳凉 C．用水作为发动机的冷却液 D．冬天在地窖中放一桶水,可防止储存的蔬菜冻坏 【答案】B 【详解】A. 因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖系统使用热水循环供暖，故不符合题意；B. 炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故符合题意；C. 因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做内燃机的冷却液，故不符合题意；D. 因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天在窑中放一桶水，可防止储存的蔬菜冻坏，故不符合题意．故选B. 【点睛】（1）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；（2）同时水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热． 2．“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜．”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著．沿海地区不像内陆地区昼夜气温变化那么大，其主要原因是砂石比水具有较小的 A．体积 B．密度 C．比热容 D．质量 【答案】C 【详解】“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜．”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，我国新疆某些地区都是沙漠或沙石，没有水，沙石的比热容远远小于水的比热容，所以沙石吸收同样多的热量温度升高的快，故中午温度很高；同样，沙石放出同样多的热量温度降低的也很快，故夜晚和早上温度很低，需穿皮袄．跟热量、密度和内能无关． 故选C 3．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁<c 铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们吸收的热量（　  ） A．铁块和铝块吸收的热量一样多 B．铝块比铁块吸收的热量多 C．铁块比铝块吸收的热量多 D．条件不足，无法确定 【答案】B 【详解】将铁块和铝块放在沸水中煮一段较长的时间，二者的末温相同，因为铝的比热容比铁的比热容大,在铁块和铝块的初温和末温、质量都相同时,由Q吸＝cm△t可以知道，比热容大的吸收的热量多，铝块比铁块吸收的热量多．故选B. 4.为了测量炉火温度，先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为的水中，结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则炉火的温度为 ℃。水的比热容为），金属块的比热容为。 【答案】1020 【详解】金属块放出的热量全部被水吸收，所以Q吸=Q放 即c金m金(t-t0金)=c水m水(t水-t0水) 带入数据0.42×103J/(kg·℃)×0.1kg×(t-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃) 炉火的温度为t=1020℃ 5.中国茶文化源远流长。如图所示是一款煮茶器，正常工作时加热功率为1000W。煮茶器中装有0.5kg初温为20℃的水，在标准大气压下，用这个款茶器在正常工作下将水刚好加热到沸腾，不计热量损失（C水=4.2×103J/（kg·℃）），求： （1）水吸收的热量； （2）煮茶器加热的时间。   （1）1.68×105J；（2）168s 【详解】解：（1）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 （2）不计热量损失，煮茶器消耗的电能 由可知，煮茶器加热的时间 答：（1）水吸收的热量为1.68×105J；（2）煮茶器加热的时间为168s。 6.小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。 A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上 C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。 ①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。 ②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。 ③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。 ④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。 【答案】(1)D (2) 没有控制水和食用油的质量相同 加热时间 水 容易控制水和食用油吸收的热量相同 【详解】（1）比热容是反映物质吸热能力的物理量，比热容越小，物质吸收相同热量时温度升高越快，或升高相同温度时吸收的热量越少。 A．食用油能把食物炸焦黄而水不能，是因为食用油的沸点远高于水的沸点（标准大气压下水沸点 100℃，食用油沸点通常 200℃以上），与比热容无关，故A不符合题意； B．食用油漂在水面上，是因为食用油的密度小于水的密度，属于密度特性，与比热容无关，故B不符合题意； C．食用油比水难蒸发，是因为食用油的分子间作用力较大、挥发性较弱，与比热容无关，故C不符合题意； D．相同条件下加热时食用油比水热得快，说明在吸收相同热量（相同加热条件）时，食用油的温度升高更快，根据比热容的物理意义，这表明食用油的吸热能力较弱，即比热容比水小，能支持小华的猜想，故D符合题意。 故选D。 （2）[1]探究不同物质的比热容大小，需根据控制变量法保证除物质种类不同外，其他影响实验的因素均相同，包括物质的质量、初温、加热源规格、烧杯规格等。图甲装置中，两个烧杯内的水和食用油体积相同，由于水和食用油的密度不同，则烧杯中水和食用油的质量不相等，因此明显错误是没有控制水和食用油的质量相同。 [2]实验中使用两个相同的酒精灯加热，相同规格的酒精灯在相同时间内释放的热量相同（不考虑热量损失时），物质吸收的热量等于酒精灯释放的热量。因此，加热时间越长，物质吸收的热量越多，可用加热时间表示物质吸热的多少，采用了转换法。 [3]由温度随时间变化的图像可知，水和食用油从20℃升高到60℃，升高相同温度，水的加热时间为8min，食用油的加热时间为4min。由于加热时间反映吸热多少，说明水吸收的热量是食用油的2倍，水的吸热能量较强。对于水来说，对于食用油来说，故，整理得 [4]图丙装置使用电加热器加热，与酒精灯相比，电加热器的优点在于：电加热器可以精确控制在相同时间内释放的热量完全相同，能更准确地保证水和食用油吸收的热量相同，避免了酒精灯火焰大小不稳定导致的热量供应不均匀问题，减少实验误差 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 【重点突破】 物体由于吸收或放出热量而使其 温度变化的过程，实质是 内能转移的过程。 大量的生活经验和实验说明，对于同种物质的物体，吸收或放出的热量多少，与物体 质量的大小及 温度变化量的多少有关。 在探究不同物质吸热能力的实验中，需控制 质量和 初温相同，通过比较 升高相同温度所需的热量（或 相同时间内升高的温度）来比较吸热能力差异。实验中常用 水和 食用油作为对比物质。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 热量 比热容 （导学案） 【学习目标】 1.理解热量的概念，掌握热量单位及换算关系（1卡=4.18焦耳） 2.通过实验探究理解比热容的物理意义，知道比热容是物质特性（公式） 3.能用比热容解释海陆风、散热器等生活现象 4.经历"比较不同物质吸热能力"的完整实验过程 5.掌握控制变量法和图像分析法处理实验数据，体会科学探究的严谨性，培养团队合作意识 认识比热容在节能环保中的应用价值 6.了解比热容的概念和定义式，能运用比热容解释相关的自然规律，解决简单的实际问题。 【学习重点】 ①物质的吸热和放热规律；②比热容 【学习难点】对比热容的理解及应用 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 定义 为了科学地比较不同物质的吸热(放热)能力,我们引入了“比热容”这一概念。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(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积　之比　。比热容用字母　c　表示,其常用单位是　J/(kg· ℃)　。  2. 关系表达式为c=,其中Q为　吸收的热量　;m为　物体质量　;t1为　物体初温度　;t2为　物体末温度　。 3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法： ①升高相同的温度时，通过比较加热时间长短来判断物体的吸热能力； ②加热时间相同时，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力。 【课堂探究】 探究一、热量 1. 热量 （1）概念：加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中，传递的 的多少叫作热量。 （2）单位： ，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为 J。 探究一：热量概念的建立 活动1：对比实验（小组合作） 实验器材：相同规格的电加热器、烧杯（2个）、温度计、天平、水和食用油 步骤：称取______（填"等质量"或"不等质量"）的水和食用油，同时加热相同时间，记录温度变化 绘制温度-时间图像 数据分析： 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 水 100 20 35 3 食用油 100 20 45 3 【结论】吸收相同热量时，______的温度变化更大，说明______的吸热能力强。 【思考】不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢? 【设计实验】 实验探究：比较不同物质吸收热量的情况 （1）实验设计： 选取质量相等的不同物质，利用 相同 的加热装置加热，使它们升高相同的温度，通过比较加热时间的长短比较它们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 （2）实验方法： 1.转换法：吸收热量的多少无法直接观察，但相同的电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。不考虑热损失，放出的热量全部被水或食用油吸收，故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。 2.控制变量法：控制水和食用油的质量、升高的温度相等，通过加热时间（吸收热量的多少）不同来说明水和食用油的吸热本领不同。 （3）实验步骤： ①取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g食用油。 ②用温度计分别测出并记录初温，并预先设定好加热的末温。 ③用相同的电加（4）实验数据： 物质 质量m/g 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热时间t/min 水 500 20 60 40 10 食用油 500 20 60 40 5 【分析与论证】 ①加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度，水需要的加热时间更长，水吸收的热量更多。 ②进一步分析：加热质量相等的水和食用油，使它们吸收相同的热量（加热时间相同），食用油升高的温度比水的高。热器对水和食用油进行加热，并记录它们分别达到末温时所需的加热时间t。 （1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度 （选填“相等”或“不相等”），食用油升高的温度比水的多。 推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”），水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。 （2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。 【实验结论】 质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”）。 【推导过程】 为了表示不同物质的吸热情况不同，物理学中引入了比热容这个物理量 【例题1】夏天，高楼林立的城区内气温比周围郊区高出好几摄氏度，这种现象称之为“热岛效应”。为减弱热岛效应，同学们对“沙子和水的吸热能力”进行了探究，组装了如图所示的实验装置。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 水温度/℃ 20 21 22 23 24 25 沙子温度/℃ 20 24 29 34 39 44 (1)利用相同的酒精灯给相同质量的沙子和水加热，使两种物质在相同时间内 相等；利用玻璃棒搅拌，目的是使被加热物质 。 (2)实验测得数据如表格所示，分析可知沙子比水的吸热能力 。等质量的沙子和水，吸收相等的热量时，升温较快的是 ，这是造成“热岛效应”的原因之一。 (3)通过讨论，同学们认为“热岛效应”的产生有多种原因，如城市建筑物较高；工厂、交通工具排放的废气 。 探究二、比热容 【想一想】通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那么应该怎样比较不同物质的吸热能力？我们来看看通过精确实验获得的实验数据： 一些常见物质的比热容 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103 砂石 约0.92×103 铅 0.13×103 1. 比热容 1、定义：一定质量的某种物体在温度升高（或降低）时所吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比——这种物质的比热容。 2、符号： c 单位： J/（kg•℃） 3、定义式： c = Q：吸收的热量 m：物体质量 t1：物体初温度 t2：物体末温度 水的比热容c 水 = 4.2×103 J/(kg·℃)表示—— 1 kg水温度升高或降低1 ℃ 吸收或放出的热量是4.2×103 J。 4、 几种物质的比热容 [J/（kg·℃）] 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 规律：（1）水的比热容最大 （2）比热容是物质本身的一种特性（影响因素：物质的状态及种类） C水=4.2×10³J/（kg·℃） C冰=2.1×10³J/（kg·℃） 5.比热容的运用（1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【提问】分析物质的比热容表，回答问题： ①不同种物质的比热容是否相同？ ②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。 ③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？ 【归纳】①不同种物质，比热容值一般 （选填“相同”或“不相同”）。 ②同种物质在不同状态时，比热容值 （选填“相同”或“不相同”）。例如，水的比热容与冰的比热容不同。 ③ 的比热容最大。 2. 运用比热容知识解释有关现象 实例分析： 上海夏季午后常见"海陆风"现象，用比热容知识解释： 白天：陆地升温______（快/慢），空气上升形成______（高/低）气压区，风从______吹向______。 夜晚：海水降温______（快/慢），空气下沉形成______（高/低）气压区，风从______吹向______。 3. 水的比热容比较大的应用 （1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热 ，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热 ，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【例题2】在“生活处处有物理”的综合实践活动中，小明观察了厨房的一些设备和现象，下列解释正确的是 A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度缓慢升高 B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低 C．煲汤时，锅的上方会有“白气”，这是由于水蒸气液化形成 D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高 【例题3】生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指 ；“热传递”中的“热”是指 （均选填：热量/温度）。 【例题4】1．以下四种现象中，与水的比热容没有关系的是( ) A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B．生活中往往用热水取暖 C．夏天洒水降温 D．滩涂湿地温差小 探究三、热量的计算 1. 热量的计算 （1）注意“升高”“降低”和“升高到”“降低到”的区别，前者是指温度差，后者是指末温； （2）.注意在一个标准大气压下，水的最高温度为100℃； （3）比热容在数值上等于1 kg 的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。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（或降低）的温度，就能计算它吸收（或放出）的热量。 2. 热量的计算公式 吸热公式： 放热公式： 如果用∆t表示升高或降低的温度（即温度变化量），吸热和放热公式可以统一为：。 Q吸=C·m（t2－t1） Q放=C·m（t1－t2） Q = C·m·∆t 2. 热平衡 热平衡：两者末温相同；若不存在热量损失，（高温物体放出热量，低温物体吸收热量） 【例题5】在沿海地区，常见“海陆风”现象。如图所示，当风从陆地吹向海洋时，通常（　　） A．发生在夜晚，且海水温度较高 B．发生在夜晚，且陆地温度较高 C．发生在白天，且海水温度较高 D．发生在白天，且陆地温度较高 【精讲点拨】 1.比热容图像的分析技巧（同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同） （1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短； （2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。 （3）同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同，即可通过图像得出两种物质吸收热量的关系式，从而得出不同物质比热容的关系，进而求出物质的比热容。 2.不是所有跟水有关的应用都是利用水的比热容大的特点，如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发吸热的原理。 【归纳整理】 第1节 热量 比热容 【课堂练习】 1．下列现象中,不属与利用水的比热这个特性的是(     ) A．供暖系统用循环热水来供给暖气 B．炎热的夏天在地上撒水纳凉 C．用水作为发动机的冷却液 D．冬天在地窖中放一桶水,可防止储存的蔬菜冻坏 2．“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜．”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著．沿海地区不像内陆地区昼夜气温变化那么大，其主要原因是砂石比水具有较小的 A．体积 B．密度 C．比热容 D．质量 3．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁<c 铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们吸收的热量（　  ） A．铁块和铝块吸收的热量一样多 B．铝块比铁块吸收的热量多 C．铁块比铝块吸收的热量多 D．条件不足，无法确定 4.为了测量炉火温度，先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为的水中，结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则炉火的温度为 ℃。水的比热容为），金属块的比热容为。 5.中国茶文化源远流长。如图所示是一款煮茶器，正常工作时加热功率为1000W。煮茶器中装有0.5kg初温为20℃的水，在标准大气压下，用这个款茶器在正常工作下将水刚好加热到沸腾，不计热量损失（C水=4.2×103J/（kg·℃）），求： （1）水吸收的热量； （2）煮茶器加热的时间。   6.小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。 A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上 C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。 ①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。 ②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。 ③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。 ④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 【重点突破】 物体由于吸收或放出热量而使其 温度变化的过程，实质是 内能转移的过程。 大量的生活经验和实验说明，对于同种物质的物体，吸收或放出的热量多少，与物体 质量的大小及 温度变化量的多少有关。 在探究不同物质吸热能力的实验中，需控制 质量和 初温相同，通过比较 升高相同温度所需的热量（或 相同时间内升高的温度）来比较吸热能力差异。实验中常用 水和 食用油作为对比物质。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $