12.3 物质的比热容（教学课件）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理课件聚焦“物质的比热容”核心知识点，从海边沙子与水的温度差异现象导入，通过“观察不同物质吸热升温”实验探究，结合数据推导比热容定义，延伸至热量计算及水的比热容应用（如海陆风成因），构建生活现象到实验探究再到理论应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过完整实验过程（猜想、操作、数据分析）培养科学探究能力，结合比热容定义推导提升科学思维（抽象逻辑推理），联系冷却液、海陆风等实例强化物理观念。课堂练习注重概念辨析，助力学生深化理解，教师可直接利用实验设计与实例提升教学效率。

物理九年级上册 •苏科版 第12章 简单机械和功 第3节 物质的比热容 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 了解热量的概念、单位；探究物质吸收（或放出）的热量与哪些因素有关，知道物质的比热容的定义、表示，是物质的一种物理属性。 02 科学思维 结合比热容定义的推导过程，提升抽象概括和逻辑推理能力，理解“比值定义法”的内涵。 03 科学探究 基于实验现象和数据，提出合理猜想，通过分析论证得出“不同物质吸热能力不同”的结论，感受科学的完整过程。 04 科学态度与责任 通过了解比热容知识在生产生活中的应用，感受物理与生活的密切联系，激发学习物理的兴趣。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.探究物体吸收（或放出）热量与哪些因素有关； 2.比热容及其计算； 3.水的比热容较大及其应用。 1.温度、热量、能量等概念辨析； 2.比热容的应用； 3.热量计算的综合应用。 课堂引入 你去过大海边吗？烈日下的中午，当你在水中游泳上岸时，脚踩在沙子上与在水中的感觉有什么不同？而到了傍晚，脚踩在沙子上与在水中的感觉又有什么不同？ 白天海水凉，沙滩烫脚。傍晚沙滩凉，海水却还暖暖的。 同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？这与物质的吸（放）热能力有关。 想一想 知识点一 比热容 探索新知 活动12.5观察不同物质吸热升温的现象 可能是沙子和水吸收相同热量时升高的温度不相同，沙子升温比水快。 将质量均为50g 的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用温度计测出室温， 即为此时沙子和水的温度。如图12-22所示，用红外灯均匀照射两个瓷盘 4 min 后，再用温度计分别测出沙子和水的温度。 猜一猜 做一做 图12-22 用红外灯给沙子和水加热 探索新知 图12-23是在红外灯照射一段时间后用红外热成像仪拍摄的红外照片。仪器显示，此时沙子的温度为55.4℃,水的温度为30.7℃。 1.质量相等的沙子和水，加热相同的时间，哪种物质升温快? 2.质量相等的沙子和水，升高相同的温度，哪种物质需要的加热时间长? 议一议 沙子 水 信息快递：如果热源和加热方法相同，可以认为相同时间内物体吸收的热量大致相等。 沙子 水 探索新知 为了“比较水和沙子吸热升温情况”，小明做了下列的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表所示： 为了进一步探究物体吸收（或放出）的热量与哪些因素有关，我们进行如下实验探究： 实验 探索新知 加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 沙子 20 28 36 44 52 水 20 24 28 32 36 【分析与结论】 （1）画温度随时间变化的图像 根据实验数据，在坐标系中画出沙子和水温度随时间变化的图像。 探索新知 ①质量相等的沙子和水，哪一个升温快?你是怎么得到这一结论的? ②质量相等的沙子和水升高相同的温度，哪一个吸收的热量多?你是怎么得到这一结论的? ①沙子升温快。加热时间相同时，升高的温度高。或两者升高相同的温度时，沙子所用时间短。 ②水吸收的热量多。升高相同的温度，水加热时间长，所以吸收的热量多。 （2）分析图像，并讨论: 探索新知 实验表明，相同质量的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温快。 大量实验表明，物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。 由此推理可知，要升高相同的温度，水的加热时间更长，即吸收的热量更多。 换用其他不同物质进行实验，所得结果是类似的。由此可见，不同物质在质量相等、升高(或降低)温度相同的条件下，吸收(或放出)的热量不相等 。 由此，且结合前面我们烧开一壶水得到的初步结论，可归纳为： 探索新知 探索新知 比热容 （1）定义：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。符号：c。 在数值上，比热容的大小等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 探索新知 探索新知 （4）实验证明：单位质量的某种物质，温度降低1℃时放出的热量，也等于这种物质的比热容。 （5）水的比热容 水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J. （6）理解比热容 ①比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关。 ②比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。 探索新知 通过表格可以发现什么？ 下表给出了常温下一些常见物质的比热容。 一些物质的比热容 探索新知 通过表格可以发现： （1）不同物质的比热容一般不同，如：（冰和煤油），其比热容相同; （2）常见物质中，水的比热容最大，是4.2×103J/（kg·℃）; （3）物质的比热容与物态有关，如水和冰的比热容不同; （4）大多数液体比热容大于固体比热容，液态金属水银除外。 影响比热容 有关因素：物质种类、状态; 无关因素：质量、温度、吸收或放热的多少。 探索新知 在生产、生活中，人们经常利用水的比热容较大这一特点。例如， 1.热水袋：人们常常在热水袋中装入热水用来取暖； 2.汽车发动机水的冷却液：汽车发动机常常用主要成分是水的冷却液来降温； 汽车发动机常用水的冷却液 热水袋中装入热水用来取暖 知识点二 热量的计算 探索新知 ②物体温度升高时，所吸收的热量为： ③物体温度降低时，所放出的热量为： t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt c ①根据比热容公式 探索新知 2. 热平衡 （1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 （2）热平衡方程：Q吸 = Q放 典例分析 【例题】已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求： （1）0.2kg水，温度升高30℃，吸收的热量是多少焦？ （2）5kg初温为20℃的水，吸收4.2×105J的热量，末温是多少℃？ 知识点三 海陆风的成因 探索新知 海陆风的成因 在沿海地区，白天的风通常从大海吹向陆地，而晚上的风却从陆地吹向大海，这种风叫“海陆风”。海陆风是怎么形成的呢? 海风和陆风通常在炎热、晴朗的天气产生。由于陆地和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成了对流。 （1）海风的形成原因： 白天，陆地比大海升温快，地面附近密度较小的热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风。 海风 探索新知 （2）陆风的形成原因： 如图所示，夜晚，陆地比大海降温快，海面的热空气上升，地面附近的冷空气就会来补充，于是冷的空气沿地面吹向大海，形成陆风。 陆风 探索新知 课堂小结 课堂小结 热量的 计算 ①影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。 ②吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt ③放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 比热容 课堂练习 课堂练习 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一半 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 所以选D. 比热容是物质本身的一种特性，与物质的质量、温度升高度数、吸收的热量无关，故AB错误；热量是热传递过程中传递的能量多少，高温物体不一定放热，故C错误；由吸热公式Q吸＝cmΔt分析可知：质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，因为煤油的比热容小，故升高的温度一定大. 故D正确. 课堂练习 （c）的内能最大，其次是（b），（a）的内能最小。 （a）与（b）相比，温度相同，但 （b）中水多，故（b）中水的内能要比（a）中水的内能大；（b）与（c）相比，水一样多，但（c）的温度比（b）高，分子运动更剧烈，内能更大一些，因此（c）的内能最大。 2. 生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质。下列事例中与这一性质无关的是（ ） A. 福岛核电站受损后灌注海水降温 B. 沿海地区的气温变化小 C. 晚间，在春播秧田里灌水保温 D. 在发烧病人的额头上擦冷水降温 D A. 灌注海水降温，是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，不符合题意； B. 因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，不符合题意； C. 因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，不符合题意； D. 在发烧病人的额头上擦温水降温，是利用水蒸发吸热原理，符合题意。 所以选D. 课堂练习 3. 两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体，使用相同的热源为其加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，若甲、乙两液体吸收相同的热量，则_____液体升高的温度较多；两者比较，_____液体更适合作汽车的冷却剂。 甲 乙 甲 由图像可知，甲、乙两液体吸收相同的热量，即加热相同的时间，甲升高的温度较多。 由图像可知，甲、乙两液体升高相同的温度，乙需要吸收更多的热量，说明乙的比热容大，乙液体更适合作汽车的冷却剂。 乙 课堂练习 4. 图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。 ①两支试管里水和煤油的质量_____（选填“相同”或“不同”）； ②相同时间内，水吸收的热量_____（选填“大于” “等于”或“小于”）煤油吸收的热量； ③由图乙可知，______的吸热能力更强。 等于 ①根据控制变量法，比较不同物质的吸热能力， 用相同的加热装置，对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热. ②比较不同物质的吸热能力实验中，用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少，所以相同时间内，水与煤油吸收的热量相等. ③由乙图可知，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，水的温度变化小，根据Q吸=cmΔt 可知，水的比热容大，即水的吸热能力更强. 相同 水 课堂练习 A．热传递发生的条件是要有温度差，甲、乙接触，甲传递热量给乙，说明甲的温度一定比乙高，故A符合题意； B．内能的大小与温度、质量、状态等因素有关，只根据温度无法判定内能的大小，故B不符合题意； C．乙物体内能增加时，它的温度不一定升高，例如晶体的熔化过程中，晶体吸收热量，内能变大，温度不变，故C不符合题意； D．任何物体在任何温度下都有内能，故D不符合题意。 5. 如图甲所示为“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置，小华用两个相同的容器（用虚线框表示）分别装入质量相等的 A、B 两种液体，用相同的装置加热。 ①从实验效果考虑，本实验选择_______ （烧杯/易拉罐）作为盛放液体的容器较好， 实验中使用玻璃棒的目的是_________。 ②两种液体吸收的热量可通过_____________ （液体升高的温度/加热时间）比较。 ③根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，___吸收的热量多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，___升温较高(A/B)。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $