内容正文:
第十三章 内能
第1节 热量 比热容
1
1.认识热量,理解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比较不同物质的吸热情况实验,体会控制变量法的作用,了解转换法的应用。
3.会用比热容解释有关现象,感受物理知识与生产生活的密切联系。
4.会进行简单的吸热、放热计算。
学习目标
用热水袋取暖的过程就是热传递的过程
发生热传递的唯一条件是物体间存在温度差。
“为什么热水袋能让我们感到温暖?这里面涉及到什么物理知识?
热传递发生的条件是什么?
新知导入
知识点一:热量
1.热传递:是指热量从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
热水袋取暖的过程就是热传递的过程
2.热量:在热传递过程中,传递的热的多少叫做热量。热量的单位是焦耳(J)。
1g水温度升高1℃时吸收的热量约4.2J
新知探究
热量
温度
传递的能量多少
物体的冷热程度
过程量
状态量
新知探究
同种物质吸收的热量与质量、温度变化量有关。
①烧开一壶水和烧开半壶水
温度变化量不同
②把一壶水烧开和烧成温水
质量不同
烧水时,影响热量的因素有哪些?
生活经验:
对于同种物体来说,质量越大、升高温度越高吸收的热就越多。那对于不同物质,质量相等,升高相同的温度,吸收的热量相同吗?
新知探究
比较不同物质吸收热量的情况
提出问题
实验器材
水、食用油、玻璃杯、温度计、相同规格的电加热器、计时器。
不同物质吸热的情况是怎样的?
新知探究
如图所示,利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度。电加热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可以认为液体每秒吸收的热量相同。比较水和食用油,哪个吸收的热量多?
控制变量法
如何知道哪种物质吸热比较多?
升高相同的温度,比较加热时间
转换法
设计实验
新知探究
新知探究
实验结论
实验记录
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t0/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 100 19 50 31 1min34s
食用油 100 19 50 31 1min5.6s
实验表明:质量相等的水和食用油,升高的温度相同时,水吸收的热量比食用油多。
新知探究
100g水、食用油“吸热时间—升温”关系图
吸热时间/s
升高的温度/℃
水
食用油
O
思考:你从图中得出了什么?
水的吸热能力强
不同物质在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同,即不同物质的吸热能力不同。
怎样表示物质的这种特性?
比热容
新知探究
知识点二: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。
2.符号:c
3.单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
4.定义式:c=
说明:1kg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,数值上都等于它的比热容。
新知探究
一些物质的比热容
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
比热容是反应物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般不同。
新知探究
利用比热容解释生活现象
常见物质中,水的比热容最大,是4.2×103J/(kg·℃)。
Q=cm∆t
①调节气温(水的温度难改变)
∆t=
Q
cm
一定质量的水,吸收(或放出)热量时,水的温度变化小,有利于调节气温。
白天,海水吸收热量,由于海水比热容大,温度上升小。
晚上,海水放出热量,由于海水比热容大,温度下降小。
白天,沙子吸收热量,由于沙子比热容小,温度上升大。
晚上,沙子放出热量,由于沙子比热容小,温度下降大。
沿海地区温差小
沙漠地区温差大
新知探究
由Q=cm∆t可知,一定质量的水与比热容小的物质相比,升高(或降低)相同温度时,水吸热(或放热)多,用水作为冷却剂或取暖调介质效果更好。
我国北方楼房中的暖气用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中,用水作为输送热量的介质有什么好处?
生产生活中,还有没有用水来加热或散热的情况?
新知探究
②冷却或取暖(水的吸热、放热本领强)
热水袋取暖
水来给汽车发动机散热
打铁匠用水冷却烧红的铁
新知探究
海陆风和陆海风
对流是夏季海岸形成微风的原因。风有时吹向海岸,有时吹向陆地。白天,在炎热的日光下,暖空气从陆地上升起,海洋上来的冷空气进行补充,形成了吹向海岸的海陆风。请用比热容分析夜间会形成什么样的风。
夜晚,失去了太阳热辐射的海水和沙石都要降温,比热容小的沙石温度降得更快,导致陆地上方的气温低于海水上方的气温。海水上方温度较高的热空气上升,陆地沙石上方温度较低的冷空气流动到海水上方进行补充。这样就形成了夜间由陆地吹向海洋的陆海风。
新知探究
拓展实验:用传感器比较不同物质的比热容
新知探究
知识点三:热量的计算
比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
4.2×103J
2kg水温度升高1℃吸收的热量
8.4×103J
2kg水温度升高50℃吸收的热量
4.2×105J
1kg水温度升高1℃吸收的热量
物体吸收的热量与质量成正比,与升高的温度成正比,与物质的比热容成正比。
新知探究
Q吸:物质吸收的热量; Q放:物质放出的热量;
c :物质的比热容; m :物体的质量;
t0 :物体的初温; t :物体的末温;
Δt: 变化的温度 ,Δt=t-t0 或 Δt=t0-t
物体吸收热量计算公式:
物体放出热量计算公式:
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
新知探究
沙子的比热容约为0.92×103J/(kg·℃),这表示质量是1kg的沙子温度升高1℃时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃,沙子吸收的热量约为多少?利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热,水的温度会上升到大约多少摄氏度?
新知探究
质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃,沙子吸收的热量
Q=cmΔt
=0.92×103J/(kg·℃)×2kg×(30℃-20℃)
=1.84×104J
利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热,水的温度会上升到
Δt==≈2.2℃
t=t0+Δt=20℃+2.2℃=22.2℃
新知探究
地球的温室效应
新知探究
热量
比热容
在热传递过程中,传递的热的多少
热量
热量的计算
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,叫作这种物质的比热容
单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
物理意义
比热容
利用比热容解释现象
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
课堂小结
1.下列说法正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.高温物体放出的热量一定多
D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
D
随堂练习
2.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则( )
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,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量
大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度
大于乙液体升高的温度
D
随堂练习
3.一个钢件,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却,室温为20 ℃,在冷却过程中放出6.21×104 J热量,这个钢件的质量为多少g?(钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
解:由Q放 = cm(t0-t1)得:
=
=0.25kg
=250g
答:这个钢件的质量为250g
随堂练习
谢谢
随堂练习
Lavf58.51.100
Lavf58.12.100
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