12.3 物质的比热容 教学课件-2025-2026学年沪粤版(2024)九年级上册物理

12.3 物质的比热容 沙漠从5℃－38℃ 海滨从24℃－28℃ 观察与思考 为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大? 中 午 夜晚，沙子变凉了而海水却很温暖 傍 晚 白天，沙子很烫而海水很凉 观察与思考 为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 课程讲授 不同物质的吸、放热性能 提出问题： 不同物质（水和砂石），在质量相同、温度变化相等时，它们吸收或放出的热量也相等吗？ 实验： 取两个相同的烧杯，甲烧杯里装水，乙烧杯里装相同质量的砂石，它们的初温相等。用相同的酒精灯同时给它们加热相同的时间。观察二者温度的变化。 搅拌水和砂石时，要用手扶住烧杯；如果温度过高时，还要戴上隔热手套。 （1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的时间一样吗？ （2）把一壶水烧热和烧开，哪个需要吸收更多的热量？ 结论： 同种物质，物体吸收热量的多少，与物体的 、 有关。 吸收的热量一样吗？ 加热时间的长短 吸收热量的多少 转换成 质量 温度变化 新课教学 1、质量相同的同种物质，升高相同的温度时，物体吸收热量相同吗？ 相同。 即：同种物质的吸热能力相同。 2、质量相同的不同种物质，升高相同的温度时，物体吸收热量相同吗？吸热能力相同吗？ 一、探究：比较不同物质的吸热能力 同样的日照情况下，为什么沙子和海水升高的温度不同呢？是因为沙子和水是不同的物质么？ 做一做 用不同物质比一比 看看不同种类的物质，吸收热量的能力是否相同。 探究物质的吸、放热性能 活动1 探究水和食用油的吸、放热性能 思考 为什么要取等质量100g水和100g食用油作为研究对象？ 为什么要用同一盏酒精灯或规格相同的电加热器加热？ 控制变量法 保证相同时间内，水和食用油吸收热量相等 加热时间t/min 0（初温） 2 4 6 8 10 食用油的温度t/℃ 20 29 43 55 66 74 食用油升高的温度Δt/℃ 0 9 23 35 46 54 水的温度t/℃ 20 28 35 42 48 54 水升高的温度Δt/℃ 0 8 15 22 28 34 讨论： 质量相等的水和食用油，当它们升高的温度相同时，加热的时间长短是否相同？这个事实说明了什么？ 结论： 质量相等不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不相等的。 加热时间t/min 0（初温） 2 4 6 8 10 食用油的温度t/℃ 20 29 43 55 66 74 食用油升高的温度Δt/℃ 0 9 23 35 46 54 水的温度t/℃ 20 28 35 42 48 54 水升高的温度Δt/℃ 0 8 15 22 28 34 加热时间t/min 0（初温） 2 4 6 8 10 食用油的温度t/℃ 20 29 43 55 66 74 食用油升高的温度Δt/℃ 0 9 23 35 46 54 水的温度t/℃ 20 28 35 42 48 54 水升高的温度Δt/℃ 0 8 15 22 28 34 ①升高相同的温度Δt，比较加热时间t； ②加热相同时间t，比较升高的温度Δt 想一想？ 实验中是如何比较水和食用油的吸热能力的？ 物体吸收热量的多少，不仅与物体的 、 有关，还与 有关。 质量 温度变化 物质种类 即不同物质的吸热能力不同，物理学中用比热容来表示物质的吸热能力。 物体吸热多少的影响因素 课程讲授 不同物质的吸、放热性能 结论： 质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量一般是不相等的。 所以不同种类的物质吸、放热的能力不相同。 实验还表明： 一定质量的某种物质温度降低1℃所放出的热量和它温度升高1℃所吸收的热量相同。 课程讲授 不同物质的吸、放热性能 通过实验我们可以看出不同物质吸收相同的热量，升高的温度不同；我们通过日常生活还知道，升高（或降低）相同的温度，所吸收（或放出）的热量也不同，那么用什么方法来描述物质的这一特性呢？ 课程讲授 比热容 1.定义：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）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 2.比热容用符号c表示。 c的单位是焦每千克摄氏度，符号J/(kg·℃)，Q吸、Q放的单位是J，m的单位是kg，t1、t2分别是初温和末温，单位是℃。 课程讲授 4.比热容的物理意义：反映了物质的吸（放）热本领。 （1）比热容大的物质，吸（放）热本领强； （2）比热容小的物质，吸（放）热本领弱。 5.比热容是物质的一种属性。与质量、体积、形状、温度、位置等无关。（只与物质的种类和物质的状态有关） ★不同物质比热容一般不同；比热容相同的，不一定是同种物质。 ★水的比热容最大。C水= 4.2×103 J／(kg·℃) 比热容 1.比热容的概念： 单位质量（1kg）某种物质温度升高1摄氏度 （或1开尔文）所吸收的热量，用符号C表示。 2.比热容的单位： J/(kg · ℃)，读作：焦耳每千克摄氏度 3.比热容性质描述 （1）不同物质的比热容一般不同，它反映物质的一种性质； 查阅比热容表 （2）同种物质的比热容与物质的状态有关； （3）通过比较数据发现：一般情况下，液体的比热容比固体的比热容大。各种物质中，水的比热容最大。 小结 二.比热容概念 4.理解比热容概念： 建构概念 分别查阅水和砂石的比热容，理解比热容是物质本身的一种性质； C水＝4.2×103J/(Kg℃) 表示质量为1kg的水温度升高1℃时吸热为4.2×103J C砂石＝0.92×103J/(Kg℃) 表示质量为1kg的砂石温度升高1℃时吸热为0.92×103J 二.比热容应用 1.利用比热容计算热量 知识应用 思考：如何求解5kg的水升高20℃所吸收的热量？ 回顾水的比热容含义 表示质量为1kg的水温度升高1℃时吸热为4.2×103J 依次 类推 质量为5kg的水温度升高1℃时吸热为4.2×103J×5 质量为5kg的水温度升高20℃时吸热为4.2×103J×5×20 一般情形下热量公式 Q=Cm Q吸=Cm(t-t0) Q放=Cm(t0-t) 二.比热容应用 1.利用比热容计算热量 知识应用 关于公式的说明 Q=Cm Q吸=Cm(t-t0) Q放=Cm(t0-t) 1.公式中质量m的单位必须是kg; 2.公式中的 表示温度变化（升高的温度或降低的温度）; 3.公式中的比热容C反映性质，与质量m、热量Q、温度变化 均无关; 二.比热容应用 2.关于水比热容较大特性的应用 知识应用 （1）用来取暖或散热 相同条件下，水比其他物质吸热（放热）更多 m、 相同 Q=Cm 应用举例：取暖器与散热器中均用水作为工作物质 二.比热容应用 2.关于水比热容较大特性的应用 知识应用 （2）用来调节气候 相同条件下，水比其他物质温度变化缓慢（温差小） =Q/Cm 应用举例：沿海地区温差小，内陆地区温差大；城市中心区建人工湖 m、Q 相同 课程讲授 水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃） 它表示的物理意义：质量为 1 kg的水，温度每升高（或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量为 4.2×103 J。 比热容 课程讲授 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 0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 铅 0.13×103 一些常见物质的比热容 比热容 课程讲授 习题练习 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 D 习题练习 2.下列说法中,能反映物体放出热量的多少跟物体质量有关的是( ) A.不同质量的同种物质,降低相同的温度,放出的热量不同 B.相同质量的同种物质,降低不同的温度,放出的热量不同 C.相同质量的不同物质,降低相同的温度,放出的热量一般不同 D.不同质量的同种物质,降低不同的温度,放出的热量一般不同 A 3.已知铁的比热容是0.46×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是　 　 。 质量为1 kg的铁温度升高1℃所吸收的热量为0.46×103 J 温故知新 1.比热容是如何定义的？表达式是怎样的？ 2.比热容的物理意义是什么？ 反映了物质的吸（放）热本领。 课程讲授 比热容的应用 想一想 在日常生活中，既可以用水来取暖，也可以用水来降温，这是什么原因呢？ 课程讲授 比热容的应用 1、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，用热水水取暖效果好。 课程讲授 比热容的应用 2、冷却剂 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。 课程讲授 比热容的应用 3、水稻育秧 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。因为晚上天气冷，水的比热大，降低相同温度下放出的热量多，使秧苗得到很好的保护。早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长. 课程讲授 比热容的应用 水对气候具有调节作用 沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥土又会降得较多。 课程讲授 热量的计算 Q吸=cm(t2－t1）或 Q吸=cmΔt Q放=cm(t1－t2）或 Q放=cmΔt 注意： 在解题、审题的过程中，要注意文字叙述中“升高到、降低到”对应的是物体的末温（t2）；而“升高、升高了、降低、降低了”对应的是温度的改变量（Δt）。 公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算。 课程讲授 热量的计算 例1 质量为2kg的砂石，温度从10 ℃升高到20℃，吸收了多少热量？ 温度的变化量 课程讲授 热量的计算 温度的变化量 课程讲授 热量的计算 解：由 Q吸=cmΔt 可得 由于 Δt = t末－t初 所以 t末= t初＋ Δt = 20℃ ＋ 30℃ = 50℃ 课程讲授 热量的计算 高温物体 低温物体 热量 放出热量Q放 吸收热量Q吸 最终：两个物体温度相等 达到了“热平衡” 1.若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收，则有 Q吸 = Q放。 2.若此过程中有热量损失，则有 Q放 = Q吸＋ Q损。 课程讲授 热量的计算 小惠要用热水加热一袋牛奶，为了使这袋牛奶的温度由10 ℃升高到40 ℃，不计热量损失她至少要用70 ℃的热水多少千克？ 250g (243mL) 理论依据： 由 C=—— Q mΔt Δt=— Q cm Q=cmΔt ① ② 2.由②式 可知：质量和热量相同时，比热容越大的物质变化的温度越少。 1.由①式可知：质量和变化温度相同时，比热容越大的物质吸收的热量越多。 用比热容解释现象 考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？ 因为水的比热容比油大，根据Q=cm△t，质量一定的条件下降低相同的温度，水放出的热量更多。      实际生活中,汽车常用水来冷却,而不用其他物质,这是什么原因导致的? 答:水的比热容大,质量相同的水与其他物质比较,升高相同的温度,水能吸收更多热量。 沙漠地区“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃瓜”为什么？ 白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。      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，你能解释原因吗？ 因为水的比热容大，傍晚温度低水放热降温缓慢,不至于引发冻害 为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 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的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。 中午，沙子很烫而海水很凉。 傍晚，沙子变凉了而海水却还很温暖。      炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？ 种草种树，增加水蒸气蒸腾 修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。 习题练习 1.水稻是喜温作物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。当气温降低时，水能放出较多的热量；如果某秧田中水的温度降低了2 ℃，放出了3.36×107 J的热量，则该秧田内水的质量为多少kg。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：由Q吸=cm△t 得： m = —— = —————————————— Q吸 c△t 6.3×103J 2.1×103J／(kg·℃)×2℃ = 4000kg 答：该秧田内水的质量为4000kg 习题练习 2、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图所示，由图线可以看出( ) A．甲的比热容比乙大 B．甲的比热容比乙小 C．甲和乙的比热容相同 D．开始加热时，甲和乙的比热容为零 B 3. 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。 0.6×103 习题练习 Lavf58.7.100 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf57.77.100 $