内容正文:
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第十三章 内能
第1节 热量 比热容
人教版 九年级 物理 上册
13.1 热量 比热容/
1
同样的日照条件,海水的温度和沙滩不一样。白天,海水凉,沙滩烫脚。傍晚,沙滩凉了下来,海水却还暖暖的,这是为什么呢?
来自大自然的疑问
导入新知
13.1 热量 比热容/
2.认识不同物质的吸热能力不同,了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
3.尝试用比热容解释简单的自然现象;能根据比热容进行简单的热量计算。会用比热容的相关知识解释简单的自然现象。
1.知道热量的概念及其单位。能判断热量、内能和温度之间的关系。
素养目标
13.1 热量 比热容/
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。热量通常用字母Q表示。
热量是热传递过程中,内能转移的量度。
热量是一个过程量,不能说一个物体“具有”“含有”热量,应该说“吸收”或“放出”热量。
知识点 1
热量
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13.1 热量 比热容/
【举例讨论】
结论:物体吸收的热量与质量、温度变化有关。
5
物体吸收热量的多少与哪些因素有关?
1.用同样的炉火分别烧一大锅水和一小杯水,加热到相同的温度,谁加热的时间长?谁吸收的热量多?
2. 把一壶水烧热和烧开,哪种情况需要吸收更多的热量?
【思考】
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13.1 热量 比热容/
物体吸收热量的多少除了与物体的质量、物体升高的温度有关外,还可能与其他的什么因素有关?
猜一猜
不同物质,当它们质量相同、让它们升高相同的温度时,它们吸收的热量相同吗?如何进行实验验证?
还可能与物质种类有关。
探究新知
13.1 热量 比热容/
1. 要研究这个问题,必须保持______和_ ________相同,而使__________不同。
2. 取两个________的烧杯盛放质量相同的两种液体(水和煤油),用_______的两个电热器给它们加热,使它们升高相同的温度,看它们所用时间的长短。
质量
升高的温度
物质种类
相同
相同
实验设计
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13.1 热量 比热容/
实验现象:质量相同的水和煤油,升高相同的温度,煤油需要加热的时间短
质量相同的水和煤油,升高相同的温度,吸收的热量不同
水的吸热能力强
探究物质的吸热能力
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13.1 热量 比热容/
方法总结
实验中,使相同质量的水和煤油升高相同的温度,来比较所需时间的长短,从而得出它们吸热能力的高低。
——控制变量法
在此实验中用加热时间表示水和煤油吸热的多少。
——转换法
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13.1 热量 比热容/
怎样表示物质这种性质上的差别呢?
归纳:质量相等的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同;质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。实验表明,不同种类的物质吸热本领不同。
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13.1 热量 比热容/
定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。
知识点 2
比热容
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13.1 热量 比热容/
单位:
读作:焦每千克摄氏度
J /(kg·℃)
公式:
c:比热容
Q:吸收或放出的热量
m:质量
△t:改变的温度
说明: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。
单位:J
单位:kg
单位:℃
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13.1 热量 比热容/
分析比热容表,可以找出哪些结论?
物质 比热容
c/[J/(kg · ℃)] 物质 比热容
c/[J/(kg · ℃)]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 约2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油 约1.97×103 水银 0.14×103
沙子 约0.92×103 铅 0.13×103
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13.1 热量 比热容/
【结论】
比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容;
01
02
水的比热容最大;
03
不同种物质的比热容一般不同;
04
物质的比热容还与物质的状态有关。
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13.1 热量 比热容/
水的比热容是4.2×103J /(kg·℃)。
物理意义:质量为1kg水,温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
水的比热容是沙石的4倍多,质量相同的水和沙石,要使它们上升同样的温度,水会吸收更多的热量;如果吸收或放出的热量相同,水的温度变化比沙石小得多。
生活·物理·社会
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13.1 热量 比热容/
夏天,阳光照在海上,尽管海水吸收了许多热量,但是由于它的比热容较大,所以海水的温度变化并不大,海边的气温变化也不会很大。而在沙漠,由于沙石的比热容较小,吸收同样的热量,温度会上升很多,所以沙漠的昼夜温差很大。
海滨从 24℃-28℃
沙漠从 5℃-38℃
为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化差异会如此大?
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13.1 热量 比热容/
为什么我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱,夜围火炉吃西瓜”的现象?
沙漠地区多沙石,沙石的比热容小,夜间温度降低较快,而午间在阳光照射下,沙石吸热后温度升高较快。
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13.1 热量 比热容/
暖气为何用水做介质取暖?
汽车发动机为何用水来冷却?
水的比热容大,在质量一定的条件下水降低(升高)相同的温度时,放热(吸热)多,用水作散热剂(冷却剂)效果好。
探究新知
13.1 热量 比热容/
钢筋水泥都市,给我们的生活带来方便的同时,也给我们带来诸多不便,比如,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?
探究新知
13.1 热量 比热容/
例 由 ,关于同一种物质的比热容c,下列说法中正确的是( )
A.若吸收的热量增大到原来的 2 倍,则比热容增大到原来的 2 倍
B.若质量增大到原来的 2 倍,则比热容变为原来的一半
C.无论质量多大,比热容都一样
D.若加热前后的温度差增大到原来的 2 倍,则比热容增大到原来的 2 倍
C
巩固练习
13.1 热量 比热容/
例 下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖
B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小
D.夏天在房间内洒水降温
D
连接中考
巩固练习
13.1 热量 比热容/
例 沿海地区昼夜之间的温差,与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同,如下列出的是:2018年6月某日同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况,请判断甲是______城市(选填“沿海”或“内陆”),你的依据是 。
沿海
沿海城市昼夜温差小
2018年6月某日
城市甲 晴 22~30℃ 城市乙 晴 19~37℃
巩固练习
13.1 热量 比热容/
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?
吸收的热量:
Q=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃)
=8.4×104 J
知识点 3
热量的计算
探究新知
13.1 热量 比热容/
Q吸= cm(t-t0)
Q放= cm(t0-t)
热量=比热容×质量×改变的温度
t0表示初温
t 表示末温
Q=cm△t
探究新知
13.1 热量 比热容/
【例题】一把质量为1.5 kg的钢刀,加热到440℃,然后在空气中自然冷却,室温为20℃,求:
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
(2)若把这些热量给35℃、1kg的水加热,水温升高到多少摄氏度?(标准气压下)[已知钢的比热容为0.46×103 J/(kg•℃),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)知道钢刀的质量、比热容、初温和末温,利用Q=cm△t求放出的热量;
(2)由题知,水吸收的热量为钢刀放出的热量,再利用Q吸=cm△t,求水升高的温度,进而求出末温,注意水沸腾时吸收热量、温度不变。
探究新知
13.1 热量 比热容/
解:(1)钢刀放出的热量:
Q放=c钢m钢△t钢=0.46×103J/(kg•℃)×1.5kg×(440℃-20℃)
=2.898×105J;
(2)由题知,水吸收的热量Q吸=Q放=2.898×105J,
由Q吸=cm△t得:
△t═ =69℃,
t=△t水+t0=69℃+35℃=104℃,
因为一个标准大气压下水的沸点是100℃,所以水温升高到100℃。
探究新知
13.1 热量 比热容/
1. 根据表中的数据,下列判断正确的是( )
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.同种物质状态改变,比热容不变
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
一些物质的比热容[J/(kg•℃)]
水 4.2×103 干泥土 约0.84×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
沙子 约0.92×103 铝 0.88×103
D
基础巩固题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
2. 经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
B
基础巩固题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
3. 质量之比为2:3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7:5时,升高的温度之比为6:5,则甲、乙的比热容之比为________。
7:4
基础巩固题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
4. 用同一酒精灯分别给质量相等的
甲、乙两种物质加热,根据测量数
据绘制如图所示图象,由图可知:
甲物质的温度比乙物质的温度
升高______(选填“快”或“慢”),甲物质的比热容_________(选填“大于”或“小于”)乙物质的比热容。
快
小于
基础巩固题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
小明用电热水壶来加热水,将2kg的水温度从20℃加热到100℃。
试问:(1)此过程中水需吸收多少热量。
(2)已知该热水壶每分钟可以产生1.68×105J的热量,若不计热量损失,要将2kg的水温度从20℃加热到100℃,需要多长时间。
能力提升题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J;
(2)不计热量损失,则电热水壶产生的总热量:
Q=Q吸=6.72×105J,
水壶每分钟可以产生1.68×105J的热量,
则加热时间:t= =4(分)。
能力提升题
课堂检测
13.1 热量 比热容/
课堂小结
13.1 热量 比热容/
作业
内容
教材作业
完成课后“练习与应用”
自主安排
七彩培优 练习
课后作业
13.1 热量 比热容/
伴你成长
13.1 热量 比热容/
$物质的吸热情况。本实验所需要的实验器材有天平,咱们先下台石棉网、盛有水的烧杯,还有没油的烧杯、两个完全相同的小烧杯、酒精灯、瓶中温度计、浇头滴管等。争取质量相同的水和煤油,将天平放在水平工作台面上。将游码移到0刻度线上。调节平衡螺母。使天平平衡。将烧杯放在天平的左盘。像天平的U盘中,自大到小增减砝码。并调节游码,使天平平衡。向天枰的U盘中加入100克的砝码。向烧杯中倒入水。增减水的质量。使天平重新平衡,这样我们就称出了100克的水。将粒子烧杯放在天平的左盘,利用同样的方法,我们可以称出100克的煤油。将砝码放回砝码河。牛马移到0刻度线上。将盛有水的烧杯放在铁架台上,点燃酒精灯给水加热。水吸收热量,温度不断升高。当水温升到20摄氏度时,开始计时。水吸收热量,温度不断上升,当水的温度升高到40摄氏度时,停止计时,读出所用的时间为二分58.2秒。将盛有煤油的烧杯放在铁架台上,点燃酒精灯给煤油加热器。煤油吸收热量,温度不断上升。当温度升高到20摄氏度时,开始计时。当温度升高到40摄氏度时,停止计时。读书所用的时间为一分55.2。