12.3 比热容-2025-2026学年北师大版（北京）九年级物理全一册

12.3 比热容 观察与思考 夏日炎炎，赤脚奔跑在滚烫的沙滩上，拥抱蔚蓝的大海…… 同样在太阳的照射下，为什么沙子这么烫，而海水却这么凉呢？ 凉 烫 物体的吸热能力 活动1:同种物质吸收热量多少与哪些因素有关? 把一壶水烧开需要的时间长 烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的时间长? 烧开一壶水需要的时间长 把一壶水烧开和烧成温水，哪个需要的时间长? 转换法 吸收热量转换为加热时间 同种物质吸收热量与质量、温度变化量有关 物体的吸热能力 活动2:比较不同物质的吸热情况 实验方法:控制变量法、转换法 实验器材:天平 温度计 停表 物体的吸热能力 1、用相同加热方式，分别加热等质量的水和食用油使它们升高相同的温度，比较加热时间的长短. 水的加热时间长 2、用相同加热方式，分别加热等质量的水和食用油，使它们加热时间相同，比较升高的温度。 食用油温度升得更高 结论:不同物质吸热的能力是 。 不同的 比热容 定义:如果质量为m的某种物质从外界吸收热量Q，温度升高了Δt，则Q/mΔt就是这种物质的比热容。 物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力，比热容是物质的一种特性。 公式 热量，单位：焦耳（J） 质量，单位：千克（kg） 温度差，单位：摄氏度（℃） 比热容，单位：焦耳每千克摄氏度（J/kg·℃） 单位质量的某种物质，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，数值上也等于它的比热容。 比热容 不同物质的比热容一般不同，也有些物质是相同的。 液体比热容通常大于固体比热容，水银例外。 同种物质，物态不同，比热容可能不同 比热容 以水为例 c水=4.2x103J/(kg·℃) 1kg水温度升高1℃吸收4.2x103J的热量。 1kg水温度降低1℃放出4.2x103J的热量。 一桶水倒掉一半，比热容会改变吗? 比热容是物质的特性，与质量、热量和温度变化无关 不会 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 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 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 三、比热容 物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热性能。 如果质量为 m 的某种物质从外界吸收的热量为 Q，温度升高了 Δt，则 即是这种物质的比热容 符号：c 单位 ：J/（kg ·℃）。 读作：焦每千克摄氏度 公式： 3.吸收相同的热量，比热容小的升温快。 4.升高相同的温度，比热容小的吸收的热量少。 （酒量差的先喝醉） （酒量差的喝得少） 1.不同的物质，比热容一般不同 2.比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，与物体的质量、吸收热量的多少、升高的温度等无关 5.水的比热容大，c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃) 物理意义：1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J 1 kg 的某种物质温度降低 1℃放出的热量和它温度升高 1℃吸收的热量相等，因此，用比热容同样可以描述物质的放热性能。 比热容是物质的一种重要特性。这种特性不仅在生活和生产中有广泛应用（图 1-3-5），对于我们理解自然现象、预测大自然的气候变化，也有很大的帮助。 （a）种植花草树木，可以改善局部的小气侯 （b）工厂里的冷却塔大多用水作为冷却介质 为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 有太阳时，因为海水与沙子都受太阳的照射，且时间相同，所以它们吸收的热量相同，由于海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢。沙子升温快，温度会更高。 当太阳落山后，没有光照，由于海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水降温比沙子慢。沙子降温快，温度会更低。 1、我国北方楼房中都装有“暖气”，用水做介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，用水做输运能量的介质有什么好处？生活中、各种产业中，还有没有用水来加热或散热的情况？ 因为水的比热容大。同样条件下，降低相同的温度，水放出的热量较多。 取暖剂 汽车发动机、发电厂的发电机等机器在工作时发热很多，可以用循环流动的水来吸热作为冷却剂。 水的比热容大： 取暖剂、冷却剂、调节气侯 A B C D 以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ）（不定项） 　　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 A B D 四、热量的计算 吸收热量： 放出热量： Q吸= Q放= 若t0表示原来的温度，t表示后来的温度 Q＝cmΔt Δt＝ m＝ c＝ 计算比热容： 计算质量： 计算温度差： 计算热量： Q＝cmΔt 如何计算 Δt 呢？ cm（ t - t0 ) cm（ t0 - t ) 通用公式 例题1 把质量为2kg、温度为20℃的水加热到80℃，水吸收的热量是多少？ Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-20 ℃) =5.04×105 J Q=cm∆t =4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×Δt =3.36×105 J “升高”和“升高了”是温度的变化量，即Δt “升高到”是末温，即 t 注： 例题2. 质量为2 kg、温度为30 ℃的水，吸收3.36×105 J的热量后，温度升高了________，升高到________。 Δt =40℃ t＝Δt+t0＝ 40℃+30℃＝70℃ 比热容 物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度变化有关，还与物质种类有关。 质量相等的水和油加热相同时间时，即 升高的温度更高。 升高相同温度，比较加热时间 相同加热时间，比较升高温度 质量相等的水和油升高相同温度时，水比沙需要的时间_____。 长 油 （吸收的热量更多） （吸收的热量相同） 表示不同物质的吸收或放出热量的能力。 质量为m的某种物质从外界吸收热量Q，温度升高了∆t，则 叫 做这种物质的比热容。 J/(kg · ℃) 意义： 定义： c 单位： c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃) 1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J 物理含义： 比热容 ①比热容是物质的一种特性，与物质的 、 有关， 与物体的质量、吸收热量的多少、升高的温度等无关。 ②吸收相同的热量，比热容小的升温 。 ③升高相同的温度，比热容小的吸收的热量 。 水的比热容大： 取暖剂、冷却剂、调节气侯 快 少 种类 状态 Q＝cmΔt Δt＝ m＝ c＝ 计算比热容： 计算质量： 计算温度差： 计算热量： J/(kg · ℃) 统一用国际单位： J ℃ kg 课堂练习 1、 汽车发动机工作时，需要对它进行冷却。人们常常选用“水”作冷却液，这是因为水的　　　　　　较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体热量后，水的内能　　　　　。 比热容 增大 2、用凉水冷却滚烫的鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能减少，这是通过 方式改变鸡蛋的内能；如果水的质量是1kg，初温为20℃，鸡蛋取出时水温为30℃，水吸收的热量是 J。[C水=4.2×103J/（kg•℃）]　 热传递 4.2×104 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) 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 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $