内容正文:
第3节 比热容
第1章 内能
1.通过实验探究,能比较不同物质的吸热能力,了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.能用比热容解释简单的自然现象,感受物理和生活的密切关系。
3.能根据比热容进行简单的热量计算。
学习目标
在学习物态变化时,我们经常说物体吸热或放热。例如在烧水的时候,水会吸热。我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢?
物质的吸热性能
知识点一
如图,两杯质量不同、温度相同的水升高相同的温度,哪杯水吸收的热量多?
结论:物体吸收热量的多少与物体的质量有关。
√
30℃→100℃
30℃→100℃
1、热量物体吸收的热量与哪些因素有关
如图,两杯质量相同、初温不同的水都升高到100℃,哪杯水吸收的热量多?
因此,同一种物质吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。
√
30℃→100℃
50℃→100℃
吸收的热量除了与物体质量和升高的温度有关外,与物质的种类有关吗?
2、实验:比较不同物质吸收热量的情况
实验方案:相同的电加热器加热质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度。比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。
实验设计:
①规格相同的电加热器,即在相同时间内放出的热量相同。
②怎样获得质量相同的水和食用油?
③怎样测出它们的温度?
④怎样比较水和油吸收热量的多少?
用天平测量。
用温度计测量。
通过比较液体的加热时间来比较吸收热量的多少。加热时间越长,则吸收的热量越多。
液体 质量m(g) 初温t0(℃) 末温t(℃) 升高的温度
(t-t0)/(℃) 加热时间
t(min)
水
食用油
对应记录数据的表格
实验现象: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。
实验结论:大量实验表明:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同。
1、比热容
(1)定义: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热量Q,温度升高了Δt,则<m></m>即是这种物质的比热容。用 “c”表示。
(2)公式:
(3)单位:焦/(千克·摄氏度) J/(kg·℃ )
(4)物理意义:比热容是表示不同物质的吸热(放热)本领的物理量。
比热容
知识点二
例如,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
代表质量为1 kg的水,在温度升高(或降低)1℃时,所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
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,数值上等于这种物质的比热容。
常见物质的比热容
①比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容;
②水的比热容最大;
③不同种物质的比热容一般不同;
④物质的比热容还与物质的状态有关,如水和冰。
海水的比热容比沙子的比热容大,所以在吸收的热量相同时,海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
(1)同样的日照条件,海水的温度和沙滩的不一样。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?
2、比热容的应用
(2)用“早穿棉袄午穿沙,围着火炉吃西瓜”来形容一些盆地或沙漠地区昼夜温差大,这是为什么?
沙石比热容小,白天在受太阳照射时,温度升高的快,夜晚放热也快,所以昼夜温差大。
(3)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升高相同温度时,吸热多,用水作冷却剂效果好。
(4)冬天的散热器(俗称暖气片)为何用热水供暖?
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,用热水取暖效果好。
热量的计算
知识点三
1、吸热公式:Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cmΔt
2、放热公式:Q放=cm(t0-t)或Q放=cmΔt
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),你能计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?
公式中各物理量的含义:
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:物体原来的温度(初温) t :物体后来的温度(末温)
Δt: 变化的温度 Δt=t-t0或Δt= t0- t
课堂小结
热量 比热容
比热容
探究不同物质的吸热本领
比热容的应用
热量的计算
1. 下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正
确的是( )
物质 水 煤油 冰 水银 铜
比热容/
D
A. 物质种类相同,比热容一定相同
B. 物质的物态发生变化,比热容不变
C. 液体的比热容一定比固体的比热容大
D. 质量相等的冰和水升高相同的温度,水吸收的热量更多
随堂练习
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2. 糖炒栗子是秋冬季节人们喜爱的美食之一。为了让栗子快
速、均匀加热,常常将砂石与栗子混合在一起翻炒,这主要
是利用了砂石的( )
A
A. 比热容小 B. 密度大
C. 热值大 D. 含有的热量多
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3. 新疆有句谚语叫“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃
西瓜”。关于这种现象的形成原因,说法正确的是( )
B
A. 新疆特殊的地理位置导致当地的气压变化比较大,所以温差就
比较大
B. 新疆地区的沙石比较多,而沙石的比热容较小,在有太阳照射
的时候温度升高得比较快,没有太阳照射的时候温度下降得也比
较快,所以温差比较大
C. 这种现象和沿海地区的温差比内陆地区的温差小的原因是不同的
D. 因为沙石的比热容比较大,吸收的热量比较多,温度的变化就
会比较大
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4. 用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和蓖麻
油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和蓖麻
油升高相同的温度,水需要的加热时间更长。下列关于该实验的
操作及分析正确的是( )
B
A. 组装器材时需要自上而下进行
B. 加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了使水和蓖麻油
受热均匀
C. 实验中可以不使用温度计,让水和蓖麻油都沸腾
后再比较加热时间
D. 水比蓖麻油的比热容小
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5. 将、的冷水与、 的热水混合
(与外界无热量交换),混合后的温度是( )
A
A. B. C. D.
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【点拨】冷水和热水混合,混合后冷水和热水最后的温度相
同,设混合后的温度为 ,冷水吸收的热量
,热水放
出的热量 ,
又因为冷水与热水混合时与外界无热量交换,冷水吸收的热
量与热水放出的热量相等,即 ,所以
,解得 。故选A。
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6.水的比热容是 ,它的物理意义是_____
____________________________________________________
______。如果把一杯水倒掉一半,余下水的比热容______
(填“变大”“不变”或“变小”)。
6 水温度升高(或降低),吸收(或放出)的热量是
不变
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7. 《天工开物》中提到我国的淬火
工艺,它是指将高温工件浸入冷的淬火介质,
使其完全冷却,以提高金属工件的性能的一
比热容
油
种工艺。如图所示的工人将烧红的铁器迅速放入等质量常温
的冷水中,发现水温变化不大,其主要原因是水的________
(填“密度”或 “比热容”)较大。常见的淬火介质有“水”和
“油”两种,若某钢材要求淬火前、后不能有太高的温差,应
选____(填“水”或“油”)淬火。
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8. 甲、乙两个不同保温杯装有
初温相同、等质量的同种液体,在恒温的
室内静置,两杯液体的温度-时间变化图像
如图所示,小琪认为造成液体温度变化快
错误
小于
慢不同的原因是液体的比热容不同,她的想法是______
(填“正确”或“错误”)的。 内甲杯中液体放出的热量
______(填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中液体放出的热量。
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【点拨】根据题意可知两杯中都是同种液
体,所以两杯中液体的比热容相等,故小
琪的想法错误;开始时两杯液体的温度都
是, 后甲杯中液体的温度高,则
甲杯中液体温度降低得少,利用可知 乙杯中
液体放出的热量多,即 内甲杯中液体放出的热量小于
乙杯中液体放出的热量。
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9.有一根烧红的铁钉,质量是,放出 的热量后,温度
降低到,已知 ,铁的熔点为
。求:
(1)该铁钉的初温。
【解】一根铁钉的质量,由 可
得,铁钉降低的温度
,则该铁钉的
初温 。
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(2)将、 的铁钉熔化,铁钉在开始熔化前需吸
收的热量。
将、 的铁钉熔化,铁钉在熔化前升高的温度
,则铁钉在熔化前
需吸收的热量
。
32
10. 小林同学看教材上的数据发现铝的比热容比
铜大,他设计了如下实验进行验证:#1
(1)小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够
长时间,如图甲所示(加热装置未画出)。#1.2
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(2)再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度______
(填“相同”或“不相同”)的水的A、B两容器中,并将容器用
隔热材料密封,如图乙所示。
相同
(3)经过足够长的时间后,同时
测量A、B两容器中水的温度,记
录数据分别为和 。
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(4)分析比较铜块和铝块______(填“吸收”或“放出”)的热
量和其他相关的物理量,可以判断出____(填“铜”或“铝”)
的比热容大。
放出
铝
35
$