13.1 热量 比热容 学案-2025-2026学年人教版九年级全一册物理
13.1 热量 比热容 学案
要点一、比较不同物质吸热的情况
(1)实验探究:不同物质的吸(放)热本领探究
①设计实验:在比较不同物质吸热的情况时可以采取以下两种方法:
a、选取质量相同的不同物质,让他们吸收相同的热量,比较它们升高的温度,温度升高少的物质吸热本领强;
b、选取质量相同的不同物质,使它们升高相同的温度,比较他们吸收热量的多少,吸收热量多的物质吸热本领强。
②实验器材及需要测量的物理量
实验器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计、天平、停表、水、煤油等
实验需要测量的物理量:
a、用温度计测水和煤油的初温t0、末温t末;b、用天评测水和煤油的质量m;c、用停表记录加热时间t。
③实验记录表格
物质 | 质量m/kg | 初温t0/℃ | 末温t末/℃ | 升高的温度△t/℃ | 加热时间t/min |
水 |
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煤油 |
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④实验过程
实验装置如图所示,取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g煤油,他们的初温都与室温相同,用相同的电加热器加热。
a、对水和煤油加热相同的时间,观察并读出温度计的示数;
b、让水和煤油升高相同的温度,记录并比较加热时间。
⑤分析论证:给质量、初温相同的水和煤油加热,是他们吸收相同的热量(加热时间相同),煤油的温度升的比水高;使它们升高相同的温度,对水加热的时间更长一些,表明水与煤油的吸热本领不同。
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⑥探究归纳:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;质量相等的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同。实验说明不同种类的物质吸热的本领不同。
注意:(1)试验中水和煤油的质量相同,而非体积相同。
(2)电加热器要放在烧杯底部,以使整杯水或煤油受热均匀。
(3)温度计的玻璃泡高度适当,全部浸入液体中且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
(4)为了使探究结论具有普遍性,可以让几个小组选用不同的液体进行试验,这样可以减小实验中偶然因素造成的误差,使实验结论更具有普遍意义。
方法技巧:(1)控制变量法:本实验中,控制了水和煤油的质量、吸收的热量相等,通过温度变化量不同,说明水和煤油的吸热本领不同;控制了水和煤油的质量、温度变化量相同,通过加热时间(吸收热量的多少)不同来说明水和煤油的吸热本领不同。
(2)转换法:电加热器每秒放出的热量是一定的,通电时间越长,放出的热量越多。不考虑热损失,放出的热量全部被水或煤油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
要点二、比热容
(1)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,叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示。
(2)物理意义:为了比较不同物质的吸、放热能力而引入的一个物理量。单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量,与它温度降低1℃所放出的热量相等,在数值上都等于它的比热容。
(3)单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。有时比热容单位也可写作J·(kg·℃)-1。
要点诠释:
(1)五点透析比热容
①比热容是物质自身的性质之一,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,比热容大的物质吸、放热本领强,比热容小的物质吸、放热本领弱。
②比热容的物理意义:如水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是:质量为1kg的水,温度升高(或降低)1℃时,所吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
③对于同一物质,比热容的数值还与物质的物态有关,在不同物态下,比热容是不同的。如:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃).
④物质的比热容不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化;只要是相同的物质,在物态相同时,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,比热容一般都相同。
⑤不同物质的比热容一般不同,同种物质(物态相同)的比热容相同
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两个角度 | 物质的吸热本领 | 物质温度改变的难易程度 |
具体说明 | 比热容大的表示吸热本领强 | 比热容大的表示温度难改变 |
比热容小表示吸热本领弱 | 比热容小表示温度容易改变 | |
解释 | 相同质量的不同物质升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,比热容越少,吸收的热量越少 | 相同质量的不同物质吸收相等的热量,比热容越大温度升高的越少,比热容越小温度升高的越多 |
应用 | 某些机器设备用水做冷却剂 | 沿海地区昼夜温差较小,内绿地去昼夜温差较大 |
(2)观察下面“一些物质的比热容”表,可以发现: 一些物质的比热容c/[J·(kg·℃)-1]
①每种物质都有确定的比热容,不同物质的比热容一般不同。
②常见的物质中,水的比热容最大,是4.2×103J/(kg·℃)
③水和冰的比热容不同,说明物质的比热容与物质的物态有关。
④有个别的不同种物质(例如冰和煤油),其比热容相同。
⑤液态物质的比热容一般比固态物质的比热容大。
(3)水的比热容较大,这一特点在日常生产生活及调节温度中具有重要应用,其应用主要有以下两个方面:
①水的吸(放)热本领较大强,用水作为散热剂或冷却剂。
②水的温度难改变,对机器或生物体起保护作用。由于水的比热容大,一定质量的水与其它相同质量的物质相比,吸收或放出相同的热量,水的温度变化小。如生物体内水的比例很高,当环境温度变化较快时,水的温度变化较慢,有利于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成严重损坏。再如,水的比热容大于泥土、沙石的比热容,是沙漠地区与沿海地区昼夜温差相差很大的原因,沙石、干泥土等物质比热容较小,吸收(或放出)相同的热量,水升高(或降低)的温度比其质量相等的沙石、干泥土升高(或降低)的温度小得多。因此沿海地区昼夜温差较小,沙漠地区昼夜温差较大。某些城市建设人工湖来调节气温,也是相通的道理。
要点三、热量的计算
(1)热量的计算公式
①吸热公式:②放热公式:
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