13.1 热量 比热容 （讲义）2025-2026学年人教版九年级全一册物理

2025-2026学年九年级全一册物理人教版. 13.1 热量 比热容 （讲义） 思维导图 学习目标 1. 概念理解 1.1 理解热量的定义、单位及物理意义 1.2 掌握比热容的定义、单位及物理意义 1.3 区分温度、热量与内能的概念差异 2. 计算能力 2.1 运用热量计算公式Q=cmΔt进行吸放热计算 2.2 理解公式中各物理量的含义及单位换算 3. 实际应用 3.1 解释比热容在生活中的应用（如水的比热容特性） 3.2 分析不同物质吸热能力差异的现象 4. 科学思维 4.1 认识比热容是物质的固有属性（与质量、温度等无关） 4.2 理解控制变量法在探究物质吸热能力实验中的应用 知识点梳理 1. 热量 1.1 定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，用符号Q表示。 1.2 单位：焦耳（J），常用单位还有千焦（kJ），1kJ=1000J。 1.3 特点： 1.3.1 热量是过程量，描述“吸收”或“放出”的能量，不能说物体“含有”或“具有”热量。 1.3.2 物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少（不考虑做功情况）。 2. 比热容 2.1 定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2.2 单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)。 2.3 物理意义：表示物质吸热或放热能力的物理量。例如，水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，其意义是1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×10³J。 2.4 特性： 2.4.1 比热容是物质的固有属性，与物质的种类和状态有关（如冰和水的比热容不同）。 2.4.2 与物质的质量、温度变化量、吸放热多少无关。 3. 热量的计算公式 3.1 基本公式：Q=cmΔt 3.1.1 Q表示吸收或放出的热量（单位：J） 3.1.2 c表示物质的比热容（单位：J/(kg·℃)） 3.1.3 m表示物体的质量（单位：kg） 3.1.4 Δt表示温度的变化量（单位：℃），Δt=|t末-t初|（吸热时t末>t初，Δt=t末-t初；放热时t末<t初，Δt=t初-t末）。 3.2 公式应用条件：物体温度变化时吸收或放出的热量（不考虑物态变化，如熔化、沸腾等）。 4. 探究物质的吸热能力（比热容的实验基础） 4.1 实验目的：比较不同物质的吸热能力（即比热容大小）。 4.2 实验方法：控制变量法 4.2.1 控制质量相同（m1=m2）、升高的温度相同（Δt1=Δt2），比较吸收的热量Q（通过加热时间判断，相同热源加热时间越长，吸热越多）。 4.2.2 或控制质量相同（m1=m2）、吸收的热量相同（Q1=Q2，即加热时间相同），比较温度变化量Δt（Δt越小，吸热能力越强，比热容越大）。 4.3 实验结论：不同物质的比热容一般不同，比热容大的物质吸热能力强。 5. 比热容的应用 5.1 水的比热容大的应用： 5.1.1 供暖：暖气中用水作为传热介质，因为水放热时温度变化小，能持续供暖。 5.1.2 冷却：汽车发动机用水作冷却剂，水吸热时温度变化小，冷却效果好。 5.1.3 调节气候：沿海地区昼夜温差小（水比热容大，白天吸热升温慢，夜晚放热降温慢），内陆地区昼夜温差大。 5.2 比热容小的应用：如砂石比热容小，白天升温快，夜晚降温快，适合建造温室大棚。 易错点提醒 1. 热量概念混淆 1.1 错误：认为“温度高的物体热量多”或“物体含有热量”。 1.2 纠正：热量是热传递过程中能量的转移量，是过程量，只能说“吸收”或“放出”热量，不能说“具有”或“含有”热量；物体温度高低与内能有关，与热量多少无直接关系。 2. 比热容的影响因素判断错误 2.1 错误：认为“物体质量越大，比热容越大”或“温度升高越多，比热容越小”。 2.2 纠正：比热容是物质的固有属性，仅与物质种类和状态有关，与质量、温度变化、吸放热多少无关（如一杯水和一桶水的比热容相同）。 3. Δt的计算错误 3.1 错误：混淆“温度”和“温度变化量”，如将“温度升高到20℃”误认为Δt=20℃（若初温为10℃，则Δt=10℃）。 3.2 纠正：“升高到t末”表示末温，Δt=t末-t初；“升高了Δt”直接表示温度变化量；计算时需明确初温t初和末温t末，Δt=|t末-t初|。 4. 单位使用错误 4.1 错误：比热容单位写成“J/kg·℃”（缺少括号），或质量用g未换算成kg。 4.2 纠正：比热容单位必须是J/(kg·℃)；计算时质量m统一用kg，温度变化量Δt用℃，确保单位对应（Q的单位为J）。 5. 公式应用忽略条件 5.1 错误：对正在发生物态变化的物体（如冰熔化、水沸腾）使用Q=cmΔt计算热量。 5.2 纠正：Q=cmΔt仅适用于温度变化过程，物态变化时（温度不变但吸放热）需用熔化热、汽化热等计算（初中阶段不要求，需注意题目是否说明“温度变化时”）。 巩固练习 一、单项选择题 1．下面列举的物理量与对应的单位，其中正确的是（　　） A．W（功）——W（瓦） B．s（路程）——s（秒） C．P（功率）——（帕） D．Q（热量）——J（焦） 2．甲、乙两液体的密度比ρ甲 ：ρ乙=5：4，体积比 比热容比C甲： Cz=1：2，且它们的初温度不等.现将它们混合(不发生化学反应)，不计混合过程中的热损失，达到热平衡后液体温度相对各自初温度变化量的绝对值分别为△t甲和△tz，则△t甲：△tz为(　　) A．16：15 B．15：16 C．12：5 D．5：12 3．一般情况下，单位时间内高温物体向低温物体传递的热量与两个物体的温差成正比.冬天北方比较冷，房间内都有供暖系统.如果室外温度为-20℃，则室内温度为18℃；如果室外温度为-30℃，则室内温度为12℃.那么，房间暖气管的温度为 (　　) A．75℃ B．70℃ C．65℃ D．60℃ 4．爽爽的贵阳，避暑之都。这个暑假，从天南海北前来消夏的游客沸腾了贵阳，贵阳抓住“凉”机，围绕“爽爽贵阳”城市品牌做文章，不断出新，从“千园之城”到美食胜地，再到潮流新势力，让游客沉醉其中，这里的“凉”是指（　　） A．温度低 B．比热容大 C．内能小 D．含有热量低 5．干燥的泥土的比热容为 受潮含有水分后，其比热容为1.26×103J/(kg·℃).则这堆泥土所含水分的百分比是 (　　) A．10% B．12.5% C．33% D．50% 二、填空题 6．2025年4月16日，中国自主研制的超大直径盾构机在郑州下线，它将用于澳大利亚西部港湾项目建设。盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，其前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘很锋利这是通过　 　的方式增大压强。工作过程中盾构机的前端需要用水给刀片降温，主要利用了水的　 　较大的特性。 7．如图所示是对某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线，加热过程中物体在相同时间内吸收的热量相同。请根据图像回答： （1）由图可知该物质是　 　选填“晶体”或“非晶体”，它的熔点是　 　； （2）该物质在固、液两种状态时的比热容大小关系是：　 　选填“”、“”或“”。 8．小丽用相同的电加热器分别对质量均为 0.2kg 的水和另一种液体加热，给水加热，使水的内能　 　：得到的实验数据如图所示，则水在 16min 内吸收的热量为　 　J，另一种液体的比热容为　 　J(kg℃)(C水=4.2×103J/(kg℃)) 三、综合题 9．小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) 。 （1）BC段吸收的热量是多少； （2）计算出冰的比热容？ 10． 实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图像如图所示，已知物质在固态下的比热容为[]。假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图像（如图）解答下列问题： （1）求在最初的2min内物质吸收的热量； （2）求该物质在液态下的比热容。 参考答案 1．D 2．C 3．A 4．A 5．B 6．减小受力面积；比热容 7．（1）晶体； （2）> 8．增大；； 9．解：（1）根据质量的特性可知，冰熔化成水质量不变，则水的质量为m水＝m冰＝0.5kg； CD段水温的变化量为20℃，故CD段水吸收的热量是 Q水＝c水m水Δt水＝0.5kg×4.2×103J/(kg·℃) ×20℃＝4.2×104 J。 CD段加热时间是55min－45min＝10min； BC段加热时间是45min－5min＝40min； 根据吸收的热量与加热时间成正比可知， 故BC段吸收的热量是CD段水吸收的热量的4倍， 即Q'水＝4Q水＝4×4.2×104 J＝1.68×105J。 答：BC段吸收的热量是1.68×105J。 （2）根据图片可知，冰从－20℃吸收热量升高到0℃，需要5min，CD段水从0℃升高到20℃，需要10min， 根据吸收的热量与加热时间成正比可知，冰吸收的热量是水吸收热量的一半， 故冰在AB段吸收的热量为 冰的比热容为。 答：冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。 10．（1）解 ：已知质量为0.5kg，比热容是2.1x103J/(kg·C)，根据比热容的变形公式Q=cm△t=2.1x103/(kg·℃)x0.5kgx(0℃-20℃)=2.1x104J。 （2）解：该物质的吸热功率：， 由图象可知，10min~12min内物质处于液体，在t'=2min=120s内，物体温度升高Δt2=10℃， 因吸热功率恒定不变 所以，吸收的热量为： Q吸'=Pt'=175Wx120s=2.1x104J. 该物质在液态下的比热容： 。 学科网（北京）股份有限公司 $