12.3 物质的比热容（导学案）物理沪粤版2024九年级上册

12.3物质的比热容（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 物理观念：理解比热容的概念，能运用比热容知识解释生活中如沿海与沙漠昼夜温差、用水取暖降温等现象，构建“物质吸放热性能与比热容相关”的物理观念，认识物质属性对自然现象和技术应用的影响。 科学思维：通过探究水和砂石吸放热性能的实验，经历提出问题、设计实验、分析数据、归纳结论的过程，培养科学探究思维；利用比热容公式进行热量计算，提升逻辑推理和数学运算融合的科学思维能力。 科学探究：经历“探究不同物质吸放热性能”的完整实验过程，学会控制变量法的应用，能准确获取、处理实验数据，培养观察、分析、归纳能力，提升科学探究素养。 科学态度与责任：感受物理知识与生活的紧密联系，激发对物理学科的兴趣；在实验和分析中培养严谨、实事求是的科学态度，认识科学知识对解释自然现象、解决实际问题的价值，增强科学责任意识。 【学习重点】 1．理解比热容的概念，明确其是物质的一种属性，掌握比热容的单位、物理意义； 2．熟练运用热量计算公式Q吸=cmΔt进行吸、放热计算，解决实际问题； 3．利用比热容知识解释生活中常见的热现象，如沿海与沙漠昼夜温差差异、用水做冷却剂和取暖介质等，深化对物理知识应用的理解。 【学习难点】 1．构建比热容概念：由于比热容概念抽象，学生难以直接感知，需通过实验数据对比、分析，理解“质量相等的不同物质，升高（或降低）相同温度时，吸（放）热量不同”这一本质，进而建立比热容概念，突破对“物质吸放热性能差异”的模糊认知； 2．灵活运用比热容知识解决复杂实际问题：实际情境中，涉及多种因素（如不同物质混合、温度变化方向判断等），学生需准确提取信息、选择公式、分析变量，合理运用比热容知识解释和计算，突破知识应用的灵活性与综合性障碍； 3．理解实验中控制变量法的严谨性：在探究水和砂石吸放热性能实验里，需精准控制质量、加热条件（同一酒精灯、相同加热时间）等变量，学生要深刻理解控制变量法对实验结论可靠性的影响，突破对实验设计逻辑的深层理解难点。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．实验表明：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________（选填“相等”或“不相等”）的。为了比较不同物质在吸热、放热性能上的差别，物理学中引入了________这个物理量。 2．比热容在数值上等于____的某种物质，温度升高（或降低）____所吸收（或放出）的热量。比热容用符号____表示，它的单位是________。 3．同种物质的比热容____，不同物质的比热容一般____。（均选填“相同”或“不同”） 4．如果用t1表示初始温度，t2表示变化后的温度，则当物体温度升高时，所吸收的热量Q吸=________。 5．如果用t1表示初始温度，t2表示变化后的温度，则当物体温度降低时，所放出的热量Q放=________。 【课堂探究】 探究一、不同物质的吸热性能探究——做实验、比差异 1．探究目标 通过对比实验，比较水和砂石的吸热性能，掌握“控制变量法”和“转换法”的实验应用。分析实验数据，得出“质量相等的不同物质，升高相同温度时吸收热量不同”的结论，为比热容概念铺垫。 2．探究过程 情景引入：提出问题 展示教材图12-3-1（沿海地区昼夜温差24~28℃，沙漠地区5~38℃），小组讨论： 同一纬度、同一天，为何沿海与沙漠昼夜温差悬殊？（引导猜想：可能与海水、砂石的吸热/放热性能有关） 实验设计：探究水和砂石的吸热性能（教材活动） （1）明确实验关键（控制变量） 要比较“不同物质（水和砂石）的吸热性能”，需控制哪些变量？（小组讨论后总结）： （2）实验器材与安全提示 （3）拟定实验步骤（小组合作完成） ①记录水和砂石的初始温度（填入教材表12-3-1，假设初始温度为t0℃）； ②将水和砂石分别倒入烧杯，用同一酒精灯交替加热（或同时用两个相同酒精灯加热），每隔1分钟搅拌一次，记录两种物质“升高的温度”（填入下表）； 加热时间t/min 1 2 3 4 5 6 … 水升高的温度Δt/℃ … 砂石升高的温度Δt/℃ … （4）数据分析与讨论 控制质量相同（均取100g）； 控制加热方式相同（用同一盏酒精灯，保证相同时间内提供的热量相等）； 控制容器规格相同（避免容器吸热差异影响实验）。 器材：100g水、100g干燥砂石、相同烧杯2个、酒精灯、温度计、搅拌棒、钟表（参考教材图12-3-2）； 安全提示：搅拌砂石和水时，需用手扶住烧杯；温度过高时，佩戴隔热手套，防止烫伤。 对比数据：相同加热时间（如3分钟）内，水和砂石的温度变化有何差异？（预期：砂石升高的温度远大于水）； 解决教材“想一想”：质量相等的水和砂石，升高相同温度时，需要的加热时间是否相同？（结合数据判断：水需要的加热时间更长，说明吸收的热量更多）。 3．探究结论 实验规律：质量相等的不同物质（如水和砂石），在相同加热时间（吸收相同热量）时，升高的温度不同（砂石升温快，水升温慢）； 核心结论：质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量一般不相等，说明物质的吸热性能与“物质种类”有关。 【例题1】小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。 （1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。 （2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。 加热时间/ 0 1 2 3 4 5 温度/ 沙子 18 22 29 37 45 — 水 18 19 21 23 25 27 （3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。 （4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。 （5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。 探究二、比热容的定义与物理意义——明概念、析属性 1．探究目标 理解比热容的定义、符号及单位，能推导比热容的计算公式；分析“常见物质比热容表”，掌握比热容的物理意义（如“水的比热容大”），并解释生活中的相关现象。 2．探究过程 概念推导：从实验到“比热容” 结合探究一结论，提问：如何量化“不同物质吸热性能的差异”？（引导学生思考：需规定“单位质量、单位温度变化”的吸热量）。 结合教材定义提炼： 比热容（c）：数值上等于1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量； 公式推导：若质量为m的物质，温度从t1升高到t2时吸收的热量为Q吸，则：。 若温度降低（从t1到t2），放出热量Q放，则公式为： 单位解读：比热容单位为J/(kg·℃)，读作“焦每千克摄氏度”[如4.2×103J/(kg·℃)表示“1kg水温度升高1℃吸收4.2×103J热量”]。 分析比热容表：教材表12-3-2解读（小组讨论） 观察教材中“常见物质的比热容表”，完成以下任务： 找出比热容最大的物质：水[4.2×103J/(kg·℃)]；比热容较小的物质：砂石[0.92×103J/(kg·℃)]、铁[0.46×103J/(kg·℃)]； 计算对比：水的比热容是砂石的多少倍？； 思考：比热容与物质的“质量、温度”有关吗？（结合表中同一物质比热容不变，得出“比热容是物质的固有属性，与质量、温度无关，仅与物质种类有关”）。 联系实际：解释生活现象 解决“沿海与沙漠温差”问题：沿海地区水多，水的比热容大——吸收相同热量时，水温升高少；放出相同热量时，水温降低少，故昼夜温差小；沙漠地区砂石多，比热容小——吸放热时温度变化大，故昼夜温差大； 解答教材“想一想”：为何用水取暖（暖气片）、用水降温（发动机冷却液）？（水的比热容大，相同质量的水升高/降低相同温度时，吸收/放出的热量更多，取暖效果好、降温效率高）。 3．探究结论 热值定义：反映燃料完全燃烧放热能力的物理量，只与燃料种类有关，与质量、体积无关。 放热公式： 固体、液体燃料：Q=qm（q单位J/kg，m单位kg）； 气体燃料：Q=qV（q单位J/m3，V单位m3）。 实际问题：燃料不完全燃烧+热量散失，导致实际放热小于理论计算值，提高热效率是节能关键。 【例题2】两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高的度数大于乙液体 【例题3】如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（　　） A．t1~t2时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 探究三、燃料的选择与能源应用——析实际、看发展 1．探究目标 结合“热值、污染、成本”等因素，学会科学选择家庭或工业用燃料。了解“西气东输”工程，认识能源结构优化对环保和国家能源安全的意义。 2．探究过程 家庭燃料选择：教材活动2实践 调查与讨论： ①询问长辈，记录家庭曾使用的燃料（如柴薪、煤、液化气、天然气）； ②从以下角度对比分析，填写表格： 燃料类型 热值大小（参考教材表） 对环境的污染 （如烟尘、废气） 每月燃料费用 （估算） 优点/缺点 柴薪 低（1.2×107J/kg） 大（多烟尘） 低（或免费） 成本低，污染大 煤 中（2.9×107J/kg） 较大（含二氧化硫） 较低 热值中，污染较大 天然气 高（3.3×107J/m^3） 小（仅CO₂和水） 较高 清洁，热值高 思考：你家现在使用的燃料为何更优？如何减少燃料费支出？（提示：提高热效率，如用节能灶） 能源工程分析：西气东输的意义 阅读教材“信息浏览”，小组讨论： 西气东输工程的气源（如塔里木气田、中亚进口气）和线路（如一线新疆→上海，四线新疆→宁夏）； 工程对能源结构的影响：使天然气在我国一次能源消费占比从2003年2.4%提升至2021年8.9%； 环保与安全价值：天然气清洁（零碳排放），减少煤燃烧污染，保障国家能源安全，助力“双碳”目标。 拓展：跨学科联系（科学饮食与热量） 结合教材“跨学科实践”，简单分析：青少年每天需一定热量（如13-15岁男生需1.0×107J），不同营养物质放热不同（脂肪3.91×104J/g，淀粉1.72×104J/g），运动可消耗热量（如长跑10分钟消耗3.8×105J）——说明“热量”在生活中的广泛应用。 3．探究结论 燃料选择依据：综合考虑热值（放热能力）、污染程度（环保）、使用成本（经济）三大因素，优先选择高效、清洁的燃料（如天然气）。 能源工程意义：“西气东输”等工程优化了我国能源结构，提升清洁能源占比，既节约传统燃料，又减少污染，保障国家能源安全。 热量的广泛性：不仅存在于燃料燃烧，还与饮食、运动等生活场景密切相关，需科学利用热量维持平衡。 【例题4】科技小组的同学在老师课上实验后，又用精密的测量仪器做实验比较了质量相等的两种液体放热能力，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，两种液体在相同时间内放出的热量基本相等。分析图象可以初步得知：______的放热能力强，如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源，你认为______（选填：“甲”或“乙”）液体较为合理。 【例题5】食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。 （1）某种油炸食品，每可提供的能量约为，假设这些能量全部被质量为、温度为的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？[] （2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升？（取） 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A基础过关练 1．无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快。这样的风非常柔和，通常情况下，它白天从海上吹向陆地，夜晚从陆地吹向海上，气象上把这种风称为“海陆风”。运用学过的物理知识判断海陆风形成的原因是(　　) A．海上的风比陆地上的大 B．陆地和海水的比热容不同 C．无论白天还是夜晚，陆地的温度始终比海水的温度高 D．夜晚海面上的气温比陆地低 2．由c＝判断，关于同一种物质的比热容c，下列说法中正确的是(　　) A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样 3．将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](　　) A．4.2×104J B．1.26×104J C．8.4×104J D．8.4×107J 4．根据表中的数据，下列判断中正确的是(　　) 一些物质的比热容/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 干泥土 0.84×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 铝 0.88×103 A．阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 C．因为水的比热容较大，所以夏天在地面上洒水会感到凉快 D．质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 5．在炎热的夏天，小明和同学们利用星期天的休息时间来到某浴场，他们赤脚丫走在沙滩上，感觉沙滩很烫脚而进入海水中又觉得海水很凉，这主要是因为水的比热容________砂石的比热容，当它们吸收相同的热量时，砂石升高的温度________水升高的温度。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 6．太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.5×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)] 7．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质A和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图8所示，则物质A的比热容________(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容；加热3min水吸收的热量约为__________J。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 题组B能力提升练 1．初温相等的铁块，甲的质量是乙的2倍，使它们分别放出相同的热量，让它们立即接触，则(　　) A．热量从甲传到乙 B．热量从乙传到甲 C．甲、乙之间没有热传递的发生 D．温度从甲传到乙 2．在1个标准大气压下，质量为400g、温度为55℃的水，吸收8.4×104J的热量后，温度升高多少摄氏度？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 3．天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐。小明用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至90℃，用时约10min。已知：天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。问： （1）这一过程中水吸收了多少热量？ （2）若这一过程天然气完全燃烧放出的热量的60%被水吸收，则需要多少立方米的天然气？ 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.3物质的比热容（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 物理观念：理解比热容的概念，能运用比热容知识解释生活中如沿海与沙漠昼夜温差、用水取暖降温等现象，构建“物质吸放热性能与比热容相关”的物理观念，认识物质属性对自然现象和技术应用的影响。 科学思维：通过探究水和砂石吸放热性能的实验，经历提出问题、设计实验、分析数据、归纳结论的过程，培养科学探究思维；利用比热容公式进行热量计算，提升逻辑推理和数学运算融合的科学思维能力。 科学探究：经历“探究不同物质吸放热性能”的完整实验过程，学会控制变量法的应用，能准确获取、处理实验数据，培养观察、分析、归纳能力，提升科学探究素养。 科学态度与责任：感受物理知识与生活的紧密联系，激发对物理学科的兴趣；在实验和分析中培养严谨、实事求是的科学态度，认识科学知识对解释自然现象、解决实际问题的价值，增强科学责任意识。 【学习重点】 1．理解比热容的概念，明确其是物质的一种属性，掌握比热容的单位、物理意义； 2．熟练运用热量计算公式Q吸=cmΔt进行吸、放热计算，解决实际问题； 3．利用比热容知识解释生活中常见的热现象，如沿海与沙漠昼夜温差差异、用水做冷却剂和取暖介质等，深化对物理知识应用的理解。 【学习难点】 1．构建比热容概念：由于比热容概念抽象，学生难以直接感知，需通过实验数据对比、分析，理解“质量相等的不同物质，升高（或降低）相同温度时，吸（放）热量不同”这一本质，进而建立比热容概念，突破对“物质吸放热性能差异”的模糊认知； 2．灵活运用比热容知识解决复杂实际问题：实际情境中，涉及多种因素（如不同物质混合、温度变化方向判断等），学生需准确提取信息、选择公式、分析变量，合理运用比热容知识解释和计算，突破知识应用的灵活性与综合性障碍； 3．理解实验中控制变量法的严谨性：在探究水和砂石吸放热性能实验里，需精准控制质量、加热条件（同一酒精灯、相同加热时间）等变量，学生要深刻理解控制变量法对实验结论可靠性的影响，突破对实验设计逻辑的深层理解难点。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．实验表明：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（选填“相等”或“不相等”）的。为了比较不同物质在吸热、放热性能上的差别，物理学中引入了比热容这个物理量。 2．比热容在数值上等于1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。比热容用符号c表示，它的单位是J/(kg·℃)。 3．同种物质的比热容相同，不同物质的比热容一般不同。（均选填“相同”或“不同”） 4．如果用t1表示初始温度，t2表示变化后的温度，则当物体温度升高时，所吸收的热量Q吸=cm(t2-t1)。 5．如果用t1表示初始温度，t2表示变化后的温度，则当物体温度降低时，所放出的热量Q放=cm(t1-t2)。 【课堂探究】 探究一、不同物质的吸热性能探究——做实验、比差异 1．探究目标 通过对比实验，比较水和砂石的吸热性能，掌握“控制变量法”和“转换法”的实验应用。分析实验数据，得出“质量相等的不同物质，升高相同温度时吸收热量不同”的结论，为比热容概念铺垫。 2．探究过程 情景引入：提出问题 展示教材图12-3-1（沿海地区昼夜温差24~28℃，沙漠地区5~38℃），小组讨论： 同一纬度、同一天，为何沿海与沙漠昼夜温差悬殊？（引导猜想：可能与海水、砂石的吸热/放热性能有关） 实验设计：探究水和砂石的吸热性能（教材活动） （1）明确实验关键（控制变量） 要比较“不同物质（水和砂石）的吸热性能”，需控制哪些变量？（小组讨论后总结）： （2）实验器材与安全提示 （3）拟定实验步骤（小组合作完成） ①记录水和砂石的初始温度（填入教材表12-3-1，假设初始温度为t0℃）； ②将水和砂石分别倒入烧杯，用同一酒精灯交替加热（或同时用两个相同酒精灯加热），每隔1分钟搅拌一次，记录两种物质“升高的温度”（填入下表）； 加热时间t/min 1 2 3 4 5 6 … 水升高的温度Δt/℃ … 砂石升高的温度Δt/℃ … （4）数据分析与讨论 控制质量相同（均取100g）； 控制加热方式相同（用同一盏酒精灯，保证相同时间内提供的热量相等）； 控制容器规格相同（避免容器吸热差异影响实验）。 器材：100g水、100g干燥砂石、相同烧杯2个、酒精灯、温度计、搅拌棒、钟表（参考教材图12-3-2）； 安全提示：搅拌砂石和水时，需用手扶住烧杯；温度过高时，佩戴隔热手套，防止烫伤。 对比数据：相同加热时间（如3分钟）内，水和砂石的温度变化有何差异？（预期：砂石升高的温度远大于水）； 解决教材“想一想”：质量相等的水和砂石，升高相同温度时，需要的加热时间是否相同？（结合数据判断：水需要的加热时间更长，说明吸收的热量更多）。 3．探究结论 实验规律：质量相等的不同物质（如水和砂石），在相同加热时间（吸收相同热量）时，升高的温度不同（砂石升温快，水升温慢）； 核心结论：质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量一般不相等，说明物质的吸热性能与“物质种类”有关。 【例题1】小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。 （1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。 （2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。 加热时间/ 0 1 2 3 4 5 温度/ 沙子 18 22 29 37 45 — 水 18 19 21 23 25 27 （3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。 （4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。 （5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。 【答案】 质量 让物质受热均匀 52 错误 小于 【解析】（1）[1]要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。 （2）[2]加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。 （3）[3]根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。 （4）[4] 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。 （5）[5]根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。 探究二、比热容的定义与物理意义——明概念、析属性 1．探究目标 理解比热容的定义、符号及单位，能推导比热容的计算公式；分析“常见物质比热容表”，掌握比热容的物理意义（如“水的比热容大”），并解释生活中的相关现象。 2．探究过程 概念推导：从实验到“比热容” 结合探究一结论，提问：如何量化“不同物质吸热性能的差异”？（引导学生思考：需规定“单位质量、单位温度变化”的吸热量）。 结合教材定义提炼： 比热容（c）：数值上等于1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量； 公式推导：若质量为m的物质，温度从t1升高到t2时吸收的热量为Q吸，则：。 若温度降低（从t1到t2），放出热量Q放，则公式为： 单位解读：比热容单位为J/(kg·℃)，读作“焦每千克摄氏度”[如4.2×103J/(kg·℃)表示“1kg水温度升高1℃吸收4.2×103J热量”]。 分析比热容表：教材表12-3-2解读（小组讨论） 观察教材中“常见物质的比热容表”，完成以下任务： 找出比热容最大的物质：水[4.2×103J/(kg·℃)]；比热容较小的物质：砂石[0.92×103J/(kg·℃)]、铁[0.46×103J/(kg·℃)]； 计算对比：水的比热容是砂石的多少倍？； 思考：比热容与物质的“质量、温度”有关吗？（结合表中同一物质比热容不变，得出“比热容是物质的固有属性，与质量、温度无关，仅与物质种类有关”）。 联系实际：解释生活现象 解决“沿海与沙漠温差”问题：沿海地区水多，水的比热容大——吸收相同热量时，水温升高少；放出相同热量时，水温降低少，故昼夜温差小；沙漠地区砂石多，比热容小——吸放热时温度变化大，故昼夜温差大； 解答教材“想一想”：为何用水取暖（暖气片）、用水降温（发动机冷却液）？（水的比热容大，相同质量的水升高/降低相同温度时，吸收/放出的热量更多，取暖效果好、降温效率高）。 3．探究结论 热值定义：反映燃料完全燃烧放热能力的物理量，只与燃料种类有关，与质量、体积无关。 放热公式： 固体、液体燃料：Q=qm（q单位J/kg，m单位kg）； 气体燃料：Q=qV（q单位J/m3，V单位m3）。 实际问题：燃料不完全燃烧+热量散失，导致实际放热小于理论计算值，提高热效率是节能关键。 【例题2】两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高的度数大于乙液体 【答案】A 【解析】 A．根据图像可知：质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度，甲的加热时间更长，吸收的热量更多，根据公式 质量、升高的温度一定时，吸收的热量和物质的比热容成正比，甲吸收的热量多说明甲的比热容大，故A符合题意； B．根据下面的图像可知：质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度，甲的加热时间更长，吸收的热量更多，故B不符合题意； C．同一热源加热，相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的，故C不符合题意； D．根据下面的图像可知：质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间，乙的温度升高值更大，故D不符合题意。 故选A。 【例题3】如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（　　） A．t1~t2时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 【答案】B 【解析】由图象知： A．t1~t2时间内，物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误； B．如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据Q=cmΔt知，b的质量大于a的质量，故B正确； C．温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误； D．用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，0~t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故D错误。 故选B。 探究三、燃料的选择与能源应用——析实际、看发展 1．探究目标 结合“热值、污染、成本”等因素，学会科学选择家庭或工业用燃料。了解“西气东输”工程，认识能源结构优化对环保和国家能源安全的意义。 2．探究过程 家庭燃料选择：教材活动2实践 调查与讨论： ①询问长辈，记录家庭曾使用的燃料（如柴薪、煤、液化气、天然气）； ②从以下角度对比分析，填写表格： 燃料类型 热值大小（参考教材表） 对环境的污染 （如烟尘、废气） 每月燃料费用 （估算） 优点/缺点 柴薪 低（1.2×107J/kg） 大（多烟尘） 低（或免费） 成本低，污染大 煤 中（2.9×107J/kg） 较大（含二氧化硫） 较低 热值中，污染较大 天然气 高（3.3×107J/m^3） 小（仅CO₂和水） 较高 清洁，热值高 思考：你家现在使用的燃料为何更优？如何减少燃料费支出？（提示：提高热效率，如用节能灶） 能源工程分析：西气东输的意义 阅读教材“信息浏览”，小组讨论： 西气东输工程的气源（如塔里木气田、中亚进口气）和线路（如一线新疆→上海，四线新疆→宁夏）； 工程对能源结构的影响：使天然气在我国一次能源消费占比从2003年2.4%提升至2021年8.9%； 环保与安全价值：天然气清洁（零碳排放），减少煤燃烧污染，保障国家能源安全，助力“双碳”目标。 拓展：跨学科联系（科学饮食与热量） 结合教材“跨学科实践”，简单分析：青少年每天需一定热量（如13-15岁男生需1.0×107J），不同营养物质放热不同（脂肪3.91×104J/g，淀粉1.72×104J/g），运动可消耗热量（如长跑10分钟消耗3.8×105J）——说明“热量”在生活中的广泛应用。 3．探究结论 燃料选择依据：综合考虑热值（放热能力）、污染程度（环保）、使用成本（经济）三大因素，优先选择高效、清洁的燃料（如天然气）。 能源工程意义：“西气东输”等工程优化了我国能源结构，提升清洁能源占比，既节约传统燃料，又减少污染，保障国家能源安全。 热量的广泛性：不仅存在于燃料燃烧，还与饮食、运动等生活场景密切相关，需科学利用热量维持平衡。 【例题4】科技小组的同学在老师课上实验后，又用精密的测量仪器做实验比较了质量相等的两种液体放热能力，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，两种液体在相同时间内放出的热量基本相等。分析图象可以初步得知：______的放热能力强，如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源，你认为______（选填：“甲”或“乙”）液体较为合理。 【答案】 甲 甲 【解析】[1]时间相等，两种液体放出的热量相等，由图可以看出，乙液体的温度降低的多，甲液体温度降低的少；利用热量的计算公式可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的温度降低得少，则它的比热容大；甲的温度降的少，故甲的比热容大，甲放热能力强； [2]质量相同的甲、乙两种液体降低相同的温度，因甲的比热容大，利用热量的计算公式可知，甲放热多，如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源，甲液体较为合理。 【例题5】食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。 （1）某种油炸食品，每可提供的能量约为，假设这些能量全部被质量为、温度为的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？[] （2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升？（取） 【答案】（1）；（2） 【解析】解：（1）由公式 可得，水的温度可以升高到 （2）如果这些能量全部用于克服重力做功，即做功为，由公式 可得，提升物体的质量为 答：（1）可使这些水的温度升高到85摄氏度； （2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把千克的物体提升。 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A基础过关练 1．无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快。这样的风非常柔和，通常情况下，它白天从海上吹向陆地，夜晚从陆地吹向海上，气象上把这种风称为“海陆风”。运用学过的物理知识判断海陆风形成的原因是(　　) A．海上的风比陆地上的大 B．陆地和海水的比热容不同 C．无论白天还是夜晚，陆地的温度始终比海水的温度高 D．夜晚海面上的气温比陆地低 【答案】B 【解析】海水和陆地的比热容不同，海水的比热容大吸热能力强，白天吸热慢，温度低海水比较凉爽，晚上海水放热速度慢，海水温度又相对陆地温度高；陆地刚好与海面情况相反，吸收热量快，放热也快，故选B。 2．由c＝判断，关于同一种物质的比热容c，下列说法中正确的是(　　) A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样 【答案】D 【解析】比热容是物体本身固有的属性，与温度、质量等因素无关，只跟物质种类和状态有关，故D正确.故选D。 3．将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](　　) A．4.2×104J B．1.26×104J C．8.4×104J D．8.4×107J 【答案】C 【解析】根据Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃）×0.5kg×（60℃-20℃）=8.4×104J，故选C。 4．根据表中的数据，下列判断中正确的是(　　) 一些物质的比热容/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 干泥土 0.84×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 铝 0.88×103 A．阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 C．因为水的比热容较大，所以夏天在地面上洒水会感到凉快 D．质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 【答案】D 【解析】A．阳光照射下湿泥土比干泥土升温慢，水的比热容比较大，吸热缦，放热也慢，故A错误； B．因为水的比热容大，吸收热量慢，放出热量也慢，所以沿海地区昼夜温差小，故B错误； C．水洒在地面上感到凉快是因为水蒸发吸热，故C错误； D．由表知道铝的比热容要比铜大，升高相同温度，铝加热时间长吸收热量多，故D正确。 故选D。 5．在炎热的夏天，小明和同学们利用星期天的休息时间来到某浴场，他们赤脚丫走在沙滩上，感觉沙滩很烫脚而进入海水中又觉得海水很凉，这主要是因为水的比热容________砂石的比热容，当它们吸收相同的热量时，砂石升高的温度________水升高的温度。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 【答案】大于；大于 【解析】海水的比热容大吸收热量和放出热量慢，温差比较小，而砂石比热容小吸收热量和放出热量比较快，温差大，故水的比热容大于砂石的比热容；吸收相同的热量比热容大的温度升高要小于比热容小的，故填大于。 6．太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.5×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】6.3×107J；1.4m3 【解析】根据公式Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×30℃=6.3×107J；根据Q放=qV，6.3×107J=4.5×107J/m3×V，得V=1.4m3。 7．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质A和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图8所示，则物质A的比热容________(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容；加热3min水吸收的热量约为__________J。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】大于；5.04×105J 【解析】根据图像可以知道相同时间A的升温要比水快，所以水的比热容要大于A的比热容；3min后水升温为80℃，初温为20℃，根据Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.04×105J 题组B能力提升练 1．初温相等的铁块，甲的质量是乙的2倍，使它们分别放出相同的热量，让它们立即接触，则(　　) A．热量从甲传到乙 B．热量从乙传到甲 C．甲、乙之间没有热传递的发生 D．温度从甲传到乙 【答案】A 【解析】根据Q放=cm(t1-t2)，两个物体初温t1相同，m甲=2m乙，放出的热量Q放相同，可以知道甲降低温度小，则甲的余温高于乙的余温，根据热传递的条件内能要从温度高的物体转移向温度低的物体，故A正确。故选A。 2．在1个标准大气压下，质量为400g、温度为55℃的水，吸收8.4×104J的热量后，温度升高多少摄氏度？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】100℃ 【解析】Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg×(t2-55℃)=8.4×104J，得出t2=105℃，因为在一个标准大气压下水沸腾的最高温度为100℃，故答案为100℃。 3．天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐。小明用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至90℃，用时约10min。已知：天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。问： （1）这一过程中水吸收了多少热量？ （2）若这一过程天然气完全燃烧放出的热量的60%被水吸收，则需要多少立方米的天然气？ 【答案】8.82×105J；0.042m3。 【解析】Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(90℃-20℃）=8.82×105J；Q吸=60%×Q放，8.82×105J=60%×Q放，Q放=1.47×106J，根据Q放=qV，1.47×106J=3.5×107J/m3×V，得V=0.042m3。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $