14.2 物质的比热容（教学课件）物理新教材沪科版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“物质的比热容”，通过“水泥路与水温度差异”的生活现象导入，引导学生思考物质吸热能力不同，衔接内能知识，搭建从生活现象到科学探究的学习支架。 其亮点是以实验探究为核心，用控制变量法和转换法设计水与食用油吸热对比实验，培养科学思维与探究能力。结合沙漠昼夜温差、热岛效应等实例，体现科学态度与责任。课堂小结结构化梳理概念、公式及应用，助力学生系统掌握，教师可高效开展教学。

第十四章 内能与热机 第2节 物质的比热容 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 建立“比热容”这一物质特性概念，理解其物理意义及定义式 。 能解释“水比热容大”在生活、生产中的广泛应用。会使用比热容公式进行计算。 02 科学思维 运用控制变量法设计实验，通过数据比较，归纳出“不同物质吸热能力不同”的规律，并抽象出比热容概念。 能利用比热容表进行比较推理生活中的相关问题。 03 科学探究 设计并实施实验，处理实验数据，得出结论，并尝试评估实验误差来源（如散热损失）。 04 科学态度与责任 认识到比热容知识在农业、工程、气候理解等方面的实际价值，增强学以致用的意识。 通过冷却、供暖等实例，体会科学知识对节约能源、提高生活质量的意义。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.通过实验探究，得出“相同质量的不同物质升高相同温度吸收热量不同”的结论。 2.比热容的定义、公式进行简单的吸放热计算。 1.比热容概念的抽象性，学生难以直接感知。 2.实验方案中转换法和控制变量法的运用。 3.利用水的比热容大解释生活、自然现象。 课堂引入 同样被太阳晒一天，水泥路的温度却比水的温度高很多。这是为什么呢？ 水和水泥的 ？ 不同 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探索新知 生活中我们常用热传递的方式加热物体。那么，物体吸收的热量与哪些因素有关呢？ 从经验可知，初温相同的水，质量越大，加热到沸腾，需要吸收的热量越多。 由此可知，水吸收的热量多少可能与水的质量及升高温度有关。 质量相同的水初温越低，加热到沸腾（温度升高不同），需要吸收的热量越多。 知识点1 探究物质吸热或放热规律 在质量和升高温度相同的情况下，不同物质吸收的热量相同吗？如质量相同的铜块和铁块升高相同温度，吸收的热量相同吗？ 知识点1 探究物质吸热或放热规律 思考：影响物体吸收热量多少的因素不止一个，所以实验时要注意使用哪一种实验方法？ 控制变量法 思考：该如何设计实验？ 选取两种 的物质，二者质量、初温 。 使用 的加热器和容器进行加热。 使用 的温度计测量温度。 不同 相同 相同 相同 知识点1 探究物质吸热或放热规律 思考：如何比较两种物质吸收热量的多少是否相同呢？ 通过加热时间 探究不同物质的吸热能力 如图 所示，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，用同样的电加热器分别浸入两液体中对其加热。电加热器浸入液体，可认为电加热器放出的热量被液体完全吸收。因此，在两液体升高温度相同的情况下，加热时间越长的液体从热源吸热越多，从加热时间就可比较液体吸收热量的多少。 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探究不同物质的吸热能力 实验器材： 烧杯、电加热器、天平、电子计时器、数字温度计、电源。 实验方法： 控制变量法、转换法 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探究不同物质的吸热能力 实验过程： 用相同热源，分别加热质量相同的水和食用油， 使二者温度的变化相同，比较加热时间。 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度/℃ 加热时间/min 食用油 25 40 15 2 水 25 40 15 4 质量相等的食用油和水，升高相同的温度，水的加热时间长。 代表水吸收的热量多 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探究不同物质的吸热能力 实验结论 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。 这表明二者的吸热能力不同。谁的吸热能力强呢？ 水的吸热能力强 大量实验表明： 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的 热量通常相同； 但相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探究不同物质的吸热能力 交流与合作： 1.用加热时间的长短表示吸收热量的多少，这是什么实验方法？ 2.实验中还需要测量食用油和水升高的温度 初温和末温 转换法 3.你能不能想到其他比较不同物质吸热能力的办法？ 用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油，控制加热时间相同，比较它们升高的温度。温度升高较多的物质吸热能力较____（选填“强”或“弱”） 弱 知识点1 探究物质吸热或放热规律 探究不同物质的吸热能力 交流与合作： 4.不同物质的这种不同的性质叫什么呢？ 比热容 知识点2 物质的比热容 知识点2 物质的比热容 比热容 物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。 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，用c表示。 2.表达式： m∆t Q c＝ 知识点2 物质的比热容 3.单位： J/（kg·°C）。读作：焦耳每千克摄氏度。 Q的单位：焦耳（J） m的单位：千克（kg） ∆t 表示温度的变化，单位：摄氏度（℃） m∆t Q c＝ 4.公式变形： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t：末温 t0：初温 知识点2 物质的比热容 5.比热容大 ⇔ 吸热能力强 比热容大 ⇔ 放热能力强 知识点2 物质的比热容 6.一些常见物质的比热容 知识点2 物质的比热容 5.一些常见物质的比热容 1.不同物质的比热容一般不同。；同种物质的比热容可能不同。 4.液体比热容通常大于固体比热容，水银例外。 5.常见物质中水的比热容最大。 物理意义 ：1kg水温度升高(或降低)1°C吸收(或放出)的热量为4.2×103J。 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。 通过表格可以发现： 2.有些不同物质的比热容是相同的。如：煤油和冰。 3.同种物质的比热容可能不同。如：水和冰。 这意味着比热容还和物态有关。 c水=4.2×103J/(kg ·℃) 总结影响比热容大小的因素 知识点2 物质的比热容 7.比热容是反映物质吸热能力强弱的物理量，比热容越大，越不容易升温， 也不容易降温。 同样被太阳晒一天，水泥路的温度却比水的温度高很多。这是为什么呢？ 因为沙子的比热容比海水的比热容小，吸收相同热量，相同质量的沙子比海水温度上升高快，所以在烈日当空的海边玩耍，感到沙子烫脚，海水却凉凉的。 知识点3 比热容的应用 知识点3 比热容的应用 在新疆地区流传着：早穿棉袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜 的谚语，你能说说出现这种情况的原因吗？ 因为新疆地区沙石较多，而沙石的比热容较小，所以白天吸收少量的热量，温度就会升高很多。同样的晚上，放出少量的热量，温度就降低很多。 知识点3 比热容的应用 2. 为什么沙漠地区比沿海地区的昼夜温差大？ 温度差 为6℃ 温度差 为16℃ 吐鲁番市这天白天的温度达到37℃，夜间温度降到21℃ 。 上海市这天白天的最高温度33℃，夜间的最低温度为27℃。 新疆地区沙石较多，沙石比热容小，温度容易变化。 上海地区靠近海洋，海水比热容大，温度不容易变化。 知识点3 比热容的应用 3. 热岛效应 城市内有大量的钢筋水泥建筑，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，你能够解释其中的道理吗？ 水泥比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快。 解决方法：种草种树、建造人工湖等。 知识点3 比热容的应用 4. 发动机为什么用水来冷却？ 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。 水箱 知识点3 比热容的应用 5. 中国北方冬天为什么用水取暖？ 因为常见的物质中水的比热容最大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。 知识点4 用比热容公式计算 知识点4 用比热容公式计算 例题 1.如图所示，电水壶中装有质量为 2 kg、 温度为 20℃的水。通电后将水加热到 100℃，水吸收的热量是多少？ 分析 根据物质比热容的定义式，可计算该物体在温度变化过程中吸收（或放出）的热量：Q 吸 = cm（t2-t1）。已知水的质量、初温度和末温度，查表 得到水的比热容，可求出水吸收的热量。 解 由题意可得，水的质量 m =2 kg，水的初温度 t1 = 20℃，水的末温度 t2 = 100℃，水的比热容 c = 4.2×10 3 J/（kg·℃）。 由公式 Q 吸 = cm（t2-t1）可计算水吸收的热量为 Q 吸 = 4.2×10 3 J/（kg·℃）×2 kg×（100℃-20℃） = 6.72×10 5 J 所以，水吸收的热量为 6.72×10 5 J。 知识点4 用比热容公式计算 例题 2.在1标准大气压下，把一高温物体投入质量为10kg、温度为20℃的水中，若物体放出的热量是3.5×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到______℃. ［c水=4.2×103J/（kg·℃）］ 100 根据热量公式Q吸=cmΔt，水升高的温度为： Δt= =83.3 ℃ 由于t0+Δt=20℃+83.3℃=103.3℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃，所以水的末温为100℃. 知识点4 用比热容公式计算 例题 3.为了取暖，每天需要给房间供热4.2×107 J。若流进房间散热器的 水温是60 ℃，流出的水温是50 ℃，则每天需要　 　kg的水 流经散热器。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]  　1000　 知识点4 用比热容公式计算 知识点5 热平衡 知识点5 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”. 高温物体 低温物体 吸热 高温物体 放热 热量 末温相等 2、热平衡方程：①Q吸 = Q放 ②末温相等 知识点5 热平衡 4. 一保温杯中装有质量为200 g、温度为25 ℃的水.将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃.假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg∙℃)，则该金属块的比热容为 J/(kg∙℃). 例题 0.6×103 知识点5 热平衡 解 知识点5 热平衡 课堂小结 课堂小结 公式 J/（kg·°C） 单位 比热容的应用 比热容的定义 概念 热量的计算 热平衡 01 02 03 04 05 06 物质的比热容 m∆t Q c＝ 课堂练习 课堂练习 1. 沿海地区昼夜温差较小，而沙漠地区的昼夜温差较大，这主要是因为 （ ）。 A. 海水的密度小，砂石的密度大 B. 海水的比热容大，砂石的比热容小 C. 海水的内能多，砂石的内能少 D. 海水吸收热量少，砂石吸收热量多 B 课堂练习 2. 水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。选 择下列事例中与此特性无关的选项并说明理由。 A. 让流动的热水流过散热器供暖 B. 汽车发动机用循环水冷却 C. 夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗 D. 夏天洒水降温 D 课堂练习 解析： D理由:夏天洒水降温是利用了水蒸发吸热， 与比热容无关。A.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，所以让流动的热水流过散热器供暖;故A错误;B.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，所以汽车发动机用循环水冷却，故B错误;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，故C错误;D.夏天洒水降温是利用了水蒸发吸热，与比热容无关，故D正确。 故选D。 课堂练习 3. 表 中是一些物质的比热容。根据表中数据，选择下列判断中正确的选项并说明理由。 A. 物质的比热容与物质的种类无关 B. 200 g 水的比热容是 100 g 水的比热容的两倍 C. 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D. 一般情况下，我们把 1 kg 的水加热至沸腾，水需要吸收约 4.2×10 5 J C 课堂练习 解析 比热容是单位质量的某种物质温度升高1°C所吸收的热量，单位是J/(kg·°g）。它只与物质的种类和状态有关，与质量、温度变化等无关。我们逐项分析选项 A.物质的比热容与物质的种类无关，错误。比热容是物质的种类决定的，不同物质的比热容一般不同，例如水和铜的比热容就不同。B.200g水的比热容是100g水的比热容的两倍，错误。比热容是物质的固有属性，与质量无关，200g水和100g水的比热容是相同的。C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大，正确。根据公式Q=cmΔt，在质量m和热量Q相同的情况下，比热容c越小，温度变化Δt越大。查表可知，铜的比热容小于铝的比热容，因此铜块的温度变化更大。D.一般情况下，我们把1kg的水加热至沸腾，水需要吸收约4.2x105J的热量，错误。水的比热容是4.2x103J/(kg·°g，从常温(如20°C)加热到100°C，温度变化为 80°C，则吸收的热量为:Q=cmAt=4.2x103x1x80=3.36 x105。所以选项D中的数值偏大。 课堂练习 4. 若将一瓶煤油倒去一半，对于剩下的一半煤油，选择下列判断中正确 的选项并说明理由。 A. 密度不变，比热容变为原来的一半 B. 密度和比热容都不变 C. 比热容不变，密度变为原来的一半 D. 密度、比热容都变为原来的一半 B 课堂练习 解析 本题的解题关键点是明确密度、比热容均是物质的固有特性，仅和物质的种类、状态有关，与物质的质量多少无关。分析密度的特性密度的定义为某种物质组成的物体的质量与它的体积之比，公式为ρ=m/V。当煤油倒去一半后，剩余煤油的质量变为原来的二分之一，同时体积也同步变为原来的二分之一，代入公式计算可得比值保持不变;且密度是物质的固有属性，仅由物质的种类和状态决定，和物质的总质量没有关联，因此剩余煤油的密度和原煤油的密度完全相等。分析比热容的特性比热容是单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1°C所吸收(或放出)的热量，它同样是物质的固有属性，仅由物质的种类和状态决定，不会随物质的质量、体积的改变发生变化，因此剩余一半煤油的比热容和整瓶煤油的比热容完全相等。选项A:认为比热容变为原来的一半，违背了比热容的固有属性规律，错误。选项B:判定密度和比热容都不发牛变化，符合两个物理量的特性规律，正确。选项C:认为密度变为原来的一半，违背了密度的固有属性规律，错误。选项D:认为密度、比热容都变为原来的一半，完全不符合两个物理量的特性规律，错误。 最终答案正确选项为B;理由:密度和比热容都是煤油的固有特性，只与煤油的物质种类、状态有关，倒去一半煤油后，剩余煤油的物质种类和状态均未改变，因此密度和比热容都保持不变。 课堂练习 5. 将质量和初温度均相同的铝、铜、铁三个金属球（c 铝＞ c 铁＞ c 铜）浸没在沸水中煮足够长时间后，三个球的温度 ________。从沸水中吸热最多的是________ 球，吸热最少的是 ________ 球。 相等 相等 铝 铜 解析 由Q=cmΔt得，当物体的质量、升高的温度都相同时，比热容越大的物体吸收的热量越多，比热容越小的物体吸收的热量越少，因此，铝球吸收的热量最多，铜球吸收的热量最少。 课堂练习 6.* 小丽用相同的电加热器分别对质量为 0.2 kg 的水和 0.3 kg 的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在 16 min 内吸收的热量 为 ________J，另一种液体的比热容为 ________ J/（kg·℃）。 2.52X104 1.4X103 课堂练习 解析 从图像可知，水的初温to=10°C，第16min时水的温度t=40°C，水的质量m水=0.2kg。水的比热容c水=4.2X 103 J/(kg·°C).根据热量计算公式Q吸=C水m水(t一to),可得Q吸=4.2X103J/(kg·°C)X0.2 kgX(40 °C-10 °C)=2.52X104 J.因为使用相同的电加热器加热，在相同时间内电加热器放出的热量相同，所以在16min内，另一种液体吸收的热量等于水吸收的热量，即Q吸液=Q吸=2.52X104J。从图像可知，另一种液体的初温to液=20°C，第8 min时其温度t液 =50°C,质量m液=0.3 kg。根据1/2XQ吸夜=C液m液(t液-to液)，变形可得另一种液体的比热容 课后作业 作业 内容 同步作业 完成《能力培养与测试》14.2 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf52.31.0 Lavf59.27.100 Lavf52.31.0 Lavf52.31.0 Lavf52.31.0 $