内容正文:
同样的日照条件,海水的温度和沙滩不一样,这是为什么呢?
夏天,当你行走在沙滩和海水的交界处,有什么感受?
提出问题:
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第十三章 内能
第一节 热量 比热容
学习目标
2
提出问题:铁匠师傅打铁时,将烧红的铁块放入冷水中,会听到“嗤”的一声,同时看到水面上冒出一股“白雾”.在这个过程中,水先后发生的物态变化是 汽化 和 液化 .铁块和冷水的热、温度会发生什么变化呢?
汽化吸热
液化放热
(1)热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量.热量的单位是 .用字母J 表示.
(2)热量是过程量,可以用“吸收”或“放出”表述,不能用“具有”或“含有”表述.
焦耳
J
1kg水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2×103J.
一、热量(Q)
新P2 例1
知识点一 热量
例1 下列关于热量的说法正确的是( )。
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体温度越高,它的热量就越多
C.热量表示物体具有的热的多少
D.热量等于物体在热传递过程中吸收或放出热量的多少
D
一、热量(Q)
物体吸收热量的多少与质量和升高的温度有关
问题:同种物质吸热多少跟什么因素有关?
问题:不同的物质,例如水和食用油,在质量相等、升高的温度相等时,吸收的热量一样多吗?
如果不同,说明什么问题?
不同物质的吸热本领不同
二、比较不同物质的吸热本领
不同的物质,例如水和食用油,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一样多吗?
用电加热器加热水
用电加热器加热食用油
利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油,使它们升高的温度相同。
每秒释放热量相同,我们可以用加热时间表示液体吸收的热量
转换法
如何设计实验?
控制变量法
目的
比较不同物质吸热本领,还有别的方案吗?
提出问题:
时间/min 0 2 4 6 8 10
食用油的温度/℃ 20 29 43 55 66 74
水的温度/℃ 20 28 35 42 48 54
温度升高26℃,加热时间4min
温度升高26℃,加热时间8min
结论: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,水的吸热能力强。
二、比较不同物质的吸热本领
分析数据得出什么结论?
如何体现吸热多少?
加热器相同,加热时间
另一种方案呢?
结论:质量相等的水和食用油,吸收相同的热量,水升高的温度少,水的吸热能力强。
二、比较不同物质的吸热本领
这套装置的可行吗?
分析图像得出什么结论?
质量相等的水和食用油,水升温慢,水的吸热能力更强。
如何纪录数据?
列表法,还有其他更好方法吗?
交流讨论
2.本实验用到哪些研究方法?
1.本实验用到哪些测量仪器?
3.加热器有什么要求?
用电加热器加热水
用电加热器加热食用油
控制变量法、转换法
(2)用加热时间的长短表示吸收热量的多少;
(1)用相同的加热装置,加热相同的时间,我们认为它们吸收的热量相同。
通过上面实验我们可以得出什么结论?
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时吸收的热量不同(吸热本领不同)。
我们在怎样来描述这种本领不同呢?
比热容
如何定义?
4.温度计的放置需要注意什么?
三、比热容
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。
c(英文小写)
单位:
焦/(千克·摄氏度) 单位符号:J/(kg·℃)
符号:
公式:
Q——吸收或者放出的热量—单位:焦耳(J)
m——质量—单位:千克(kg)
△t——温度变化—单位:摄氏度(℃)
物理意义:
描述物质的吸热本领的物理量
读作:焦耳每千克摄氏度
知识探索
1、不同种类的物质比热容一般不同
比热容是物质的特性。
比热容反映了物质的吸放热本领,比热越大,升温慢,降温也慢。
2、比热容与物质的种类和状态有关
3、水的比热容: c水= 4.2 ×103 J/(kg ·℃) 常见的物质中最大。
水的比热容物理意义是:
1千克的水每升高(降低) 1℃,吸收(放出)热量4.2× 103 J
c与Q、m、△t无关
三、比热容
问题:从表中你得到哪些信息?
知识探索
水的比热容大。在质量一定的条件下,水升高相同的温度时,吸热多,用水做冷却剂效果好。
水的比热容大。在质量一定的条件下,水降低相同的温度时,放热多,用热水取暖效果好。
物质的比热容越大,吸热和放热本领强。
四、比热容的应用
解释下面两种现象
谈一谈暖气用水好,还是用油好?
因为水的比热容比油大,根据
质量一定的条件下降低相同的温度,水放出的热量更多。
四、比热容的应用
沙漠地区“早穿皮袄午穿纱,晚上围着火炉吃瓜”为什么?
白天,当太阳照射到沙漠时,由于砂石的比热容较小,砂石吸收热量后,其温度会迅速升高;而到傍晚,砂石要放出热量,由于砂石的比热容较小,砂石的温度会马上下降,温度很低,所以沙漠气候温差变化很大。
四、比热容的应用
吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度,居中国之首,而火焰山又是吐鲁番最热的地方,其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度,空调都不用开 。
炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3 ℃ ~ 5 ℃,这就是热岛效应,应该如何应对呢?
种草种树,增加水蒸气蒸腾
修建人工湖,利用水的吸热本领强,来调节气温。
四、比热容的应用
谈起夏日海风,白天和夜晚的风向往往是不同的,你知道白天风是从哪里吹向哪里?为什么?夜晚呢?
四、比热容的应用
新P2、3 例2、3、4
例2 用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸收热量的情况。
(1)实验过程中,温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底、烧杯侧壁和
。
(2)实验中选取初温相同且 (填“质量”或“体积”)相等的A、B两种液体。
甲
乙
电加热器
质量
第1节 热量 比热容
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(3)选用规格相同的电加热器分别给A、B两种液体加热,这样做的目的是保证在相同时间内A、B两种液体吸收的热量 。
(4)实验中通过 来比较A、B两种液体吸收热量的多少。
(5)根据实验测得的数据绘制出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,则质量相等的A、B两种液体,升高的温度相同时, 液体加热的时间长,吸收的热量 (填“多”或“少”)。
(6)换用多种物质进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,吸收的热量一般 。物理学中,引入 这一物理量来表示不同物质的这种性质。
相同
加热时间
B
多
不同
比热容
第1节 热量 比热容
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知识点二 比热容
例3 根据比热容的定义,下列说法正确的是( )。
A.杯中的水喝掉一半,剩下的水的比热容变小
B.热水的比热容大于冷水的比热容
C.水结冰以后,水的比热容和冰的比热容不同
D.给水加热时,水吸收的热量越多,比热容越大
C
知识归纳 同一物态下的同种物质,其比热容通常是一个定值,不会因其形状、质量大小、是否吸放热、温度高低或所处位置的不同而改变。
第1节 热量 比热容
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例4 春季出现“倒春寒”的低温天气时,农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏,这是因为水的比热容 ,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时能放出更 热量。某类电暖器的工作物质使用油而不使用水,是因为油的比热容比水的 ,加热时升温 (填“快”或“慢”)。
大
多
小
快
规律总结 水的比热容较大,主要体现在以下两个方面。
(1)水的温度变化小:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,吸收(或放出)相同热量时,水的温度变化小,有利于调节气温。
(2)水的吸、放热本领强:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,升高(或降低)相同温度时,水吸热(或放热)多,适合作为冷却剂或热量输送介质。
第1节 热量 比热容
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五、热量的计算
1.吸热升温:
2.放热降温:
Q吸= cm(t - t0)
Q放= cm( t0 - t )
例题1. 小杨家的电热水器内装有50L的水,该热水器中水的温度从20℃升高到40℃,求这些水吸收的热量。
解:由 得:
m=ρV=1.0×103kg/m³×50×10-³m³=50kg,
Q吸=cm(t-t0)=4.2×10³J/(kg·℃)×50kg×(40℃-20℃)
=4.2x106J。
m
V
ρ=
在一个标准大气压下,质量为1 kg,初温为80 ℃的水吸收1.26×105 J热量后,其温度升高到多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
例2.
五、热量的计算
例4:插上水稻秧苗的秧田都要蓄上一定的水,使其具有一定的“保温”功能。若一秧田所蓄水的质量为4×103 kg,如果水温升高2 ℃,则水吸收的热量为 J。若这些热量被同等质量的干泥土吸收,则干泥土升高的温度是 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c泥土=0.84×103 J/(kg·℃)]
3.36×107
10
方法:比值法
例3: 有一根烧红的铁钉,质量是2 g,放出920 J的热量后,温度降低到20 ℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
1020 ℃
五、热量的计算
热平衡 :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。最后两物体温度相同,称为“达到热平衡”。若放出的热量没有损失,吸热等于放热。
热平衡方程: Q吸 = Q放 c1m1(t1-t01)=c2m2(t02-t2)
五、热量的计算
【例题5】如图所示的盒装牛奶的质量为250克,
小明用热水加热,使牛奶的温度由22℃升高到42℃。求:
(1)牛奶升高的温度Δt;
(2)牛奶吸收的热量Q吸 [c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)];
(3)若不考虑热量损失,热水放出的热量全部被牛奶吸收,小明至少要用52℃的热水多少千克?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](计算结果保留1位小数)
五、热量的计算
【解析】(1)牛奶升高的温度
(2)牛奶吸收的热量
Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)
=2.5×103J/(kg•℃)×250×10-3kg×(42℃-22℃)
=1.25×104J
(3)若不考虑热量损失,热水放出的热量
Q放=Q吸=1.25×104J
热水的质量
Δt=42℃-22℃=20℃
新P3 例5、6
知识点三 热量的计算
例5 某同学家的热水器装有50 kg水,将水由20℃加热到60℃,水需要吸收的热量是 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
例6 一些物质的比热容如表所示。质量相等的煤油和酒精,升高相同的温度, 吸收的热量多。质量相等的铜块和铝块,吸收相同的热量,铝块升高的温度 (填“大于”“小于”或“等于”)铜块升高的温度,2 kg的铜块温度降低5℃所放出的热量为 J。
8.4×106
酒精
小于
3.9×103
物质 煤油 酒精 铝 铜
比热容c/[J·(kg·℃)-1] 约2.1×103 2.4×103 0.88×103 0.39×103
第1节 热量 比热容
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1. 在标准大气压下,水的沸点是100°C,某种牛奶的沸点是107°C。加热条件相同时。加热质量相同,初温相同的水和牛奶,牛奶比水先沸腾。请根据比热容的定义讨论,水和牛奶哪个的比热容大?
【解析】
根据题意可知,质量m相同,初温相同的水和牛奶吸收的热量相同,牛奶的温度升高的多。
根据比热容的定义,因为Q吸、m、相同,且牛奶的温度升高的多,所以牛奶的比热容小。
六、练习与应用
2. 有同学根据认为:比热容跟物体吸收或放出的热量有关,而且物体的质量越大,它的比热容越小。这种认识正确吗?说说你的看法。
【解析】
比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量、温度的变化均无关;每种物质都有自己的比热容;所以这种认识不正确。
六、练习与应用
比热容
热量的
计算
热量
在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。单位是J。
①物理意义:用来比较物质吸热能力的物理量。
②定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量
与它的质量和升高温度乘积之比,叫作这种物质的比热容。
③ 公式: C
④ 单位:J/(kg·℃)
⑤比热容是反映物质自身性质的物理量。
不同的物质,比热容一般不同。
⑥水的比热容比较大,在吸(放)热相同时,温度变化小。
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
课堂总结
课堂检测
Lavf56.15.102
$