2.2 物体的内能 第2课时 （培优教学课件）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学课件聚焦比热容概念及热量计算公式Q=cmΔt，通过海滩沙子与海水温度差异的生活问题导入，衔接物体内能知识，借助“水-杯子-上升高度”类比模型搭建学习支架，帮助理解物质吸热特性。 其亮点在于融合科学观念、科学思维与探究实践，通过温度-时间图像分析比热容例题，结合汽车冷却剂、供暖等应用实例，采用表格对比和结构化总结梳理知识。既助学生联系生活提升应用能力，也为教师提供重点突出、资源丰富的教学支持。

九年级上册•浙教版 第2节 物体的内能 第二章 能的转化与能量守恒 第2课时 1 导入新课 在炎热的夏天，光着脚在海滩沙子上走会感到沙子很烫。同样曝晒在烈日下，为什么脚浸在海水里却不那么烫?到了傍晚，沙子凉了，海水却是暖和的，这又是为什么呢? 学习目标 科学观念 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性；掌握热量计算的公式Q＝cmΔt。 科学思维 通过探究不同物质吸热能力的实验，体会控制变量法在科学研究中的应用。 探究实践 1.能设计并完成比较不同物质吸热能力的实验，记录并分析实验数据。 2.能运用Q＝cmΔt进行简单的热量计算，解决生活中的实际问题。 态度责任 1.通过海水与沙子温度差异等生活现象，感受科学与生活的紧密联系。 2.了解比热容在工农业生产和日常生活中的应用价值。 重点难点 重点 1.比热容的概念及探究不同物质吸热能力的实验。 2.热量计算公式Q＝cmΔt及其应用。 难点 理解比热容的物理意义；在热量计算中正确判断温度变化量Δt。 1. 比热容 2. 热量的计算 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 一、 比热容 第2节 物体的内能 6 一、 比热容 不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 7 比热容模型 “水”类比“热量”：倒入相同体积的水吸收相同热量 “杯子”类比“比热容”：小杯子小比热容 大杯子大比热容 “上升高度”类比“上升温度”：液面上升高温度上升高 液面上升低温度上升低 一、 比热容 科学中，用比热容表示物质的这种性质。 8 比热容模型 一、 比热容 “容纳”相同“热量”，比热容小的升温高 大容器容纳”热量“的能力比小容器强。 一、 比热容 定义：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的乘积的比，叫作这种物质的比热容，符号为 c。 公式：c= Q：吸收（或放出）的热量（单位：J） m：物质的质量（单位：kg） t：温度的变化量、表示物体升高（或降低）的温度（单位：℃） c：物质的比热容，单位：J/kg·℃ 10 一、 比热容 水的比热容的意义：水的比热容为4.2103J/(kg·℃)，表示 1kg 的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为 4.2103J 。 一、 比热容 物质 比热容 c/J・(kg・℃)⁻¹ 物质 比热容 c/J・(kg・℃)⁻¹ 水 4.2×10³ 铝 0.88×10³ 酒精 2.4×10³ 干泥土 0.84×10³ 煤油 2.1×10³ 钢、铁 0.46×10³ 冰 2.1×10³ 铜 0.39×10³ 蓖麻油 1.8×10³ 汞 0.14×10³ 砂石 0.92×10³ 铅 0.13×10³ 一些物质的比热容 12 一、 比热容 思考与讨论 从上表中可以得出什么结论？ （1）比热容是物质的一种特性，同种物质在相同状态下的比热容是一定的，但在不同的状态下，比热容不相同。 （2）水的比热容较大。 注意：比热容与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度、吸收或放出的热量无关！ 13 一、 比热容 思考与讨论 1.为什么内陆地区的昼夜温度变化比沿海地区大？ 水的比热容比砂石大得多。质量相同的水和砂石，如果它们吸收或放出的热量相同，水的温度变化比砂石小得多。因此，在同样的阳光照射的条件下，一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大。 一、 比热容 思考与讨论 2. 汽车发动机为何用水来冷却？ 因为水的比热容较大，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，冷却效果好，所以汽车发动机的冷却剂选用水。 15 一、 比热容 思考与讨论 3. 冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？ 水的比热容大，与同质量的其他液体相比，在降低相同的温度时，水放出的热量多。 【例1】用相同的电加热器分别给质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图所示的是它们的温度随加热时间的变化图像。下列说法正确的是（　　） A．液体A的比热容比B的大 B．液体A与B的比热容之比为1：2 C．加热相同时间，液体B吸收的热量比A吸收的热量多 D．液体A和B升高相同的温度，A吸收的热量较多 B 一、 比热容 17   一、 比热容 18 二、 热量的计算 第2节 物体的内能 19 二、 热量的计算 在热传递过程中，如何计算物体所吸收的热量有多少呢？我们可以利用物质的比热容来计算这种物质在热传递过程中吸收的热量。 质量为 2kg 的水温度从20℃升高到 30℃时吸收多少热量？ 1千克的水在温度升高1 ℃时所吸收的热量为4.2×103J 2千克的水在温度升高 1 ℃时所吸收的热量为 4.2×103J×2 2千克的水在温度升高 10 ℃时所吸收的热量为 4.2×103J×2×10 吸收的热量=比热容×质量× 升高的温度 二、 热量的计算 吸热公式：Q吸=cm(t-t0) Q吸=cm c：物质的比热容，m：物体的质量，t0：物体吸热前的温度，t：物体吸热后的温度，∆𝐭：升高的温度 2. 放热公式：Q放=cm(t0-t) Q放=cm c ：物质的比热容，m：物体的质量，t0：物体吸热前的温度，t：物体放热后的温度，∆𝐭：降低的温度 热量的计算公式：Q=cm c : J/kg·℃ m: kg ∆𝐭：℃ 21 二、 热量的计算 例题 1 将一块质量为 5kg、温度为 10℃的铁块加热到 200℃，铁块吸收了多少热量？ 解：铁块质量 m = 5kg，铁块加热前的温度 t₀ = 10℃，铁块加热后的温度 t = 200℃，查表得铁的比热容 c = 0.46×10³J/(kg・℃)。 铁块吸收的热量： Q = cm (t − t₀) = 0.46×10³J/(kg・℃) × 5kg × (200℃ − 10℃) = 4.37×10⁵J 答：铁块吸收的热量是 4.37×10⁵J。 22 二、 热量的计算 例题 2 质量为 2kg 的砂石和水，它们都吸收了 7.36×10⁴J 的热量，升高的温度各是多少？ 解：从表中查得砂石的比热容 c 砂石 = 0.92×10³J/(kg・℃)，水的比热容 c 水 = 4.2×10³J/(kg・℃)。 根据公式：Q 吸 = cm (t − t₀) = cmΔt，可得：Δt = Δt 砂石 = = = 40℃ Δt 水 = = ≈ 8.8℃ 答：砂石升高 40℃，水升高 8.8℃。 23 【例2】如图所示，“木桶鱼”是在木桶内放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼汤，通过　 的方式使汤沸腾，完成烹饪。烹饪过程中可以闻到鱼汤的香味，这是　 　 现象。若一份标准分量的木桶鱼有4kg的鱼汤，鱼汤的初始温度为30℃，则至少需要初温为300℃的鹅卵石　 　 kg才能使鱼汤烧开。（在l标准大气压下）[c水＝4.2×103J/（kg•℃），c鹅卵石＝0.8×103J/（kg•℃）] 热传递　 二、 热量的计算 扩散 7.35 24   二、 热量的计算 25 三、课堂总结 第2节 物体的内能 三、课堂总结 四、练习与应用 第2节 物体的内能 1.最近气温大幅度下降，家庭取暖设备投入使用。图甲为油汀取暖器，当中的导热油尤为关键，要求通电后导热油能尽可能快地升温。现在有质量、初温相同的两种材料甲、乙，在相同的加热条件下，甲、乙的温度与加热时间关系如图乙所示。试比较甲、乙两种材料的比热容c甲、c乙大小，并判断用哪种材料更适合做导热油（　　） A．c甲＞c乙，选乙材料 B．c甲＞c乙，选甲材料 C．c甲＜c乙，选乙材料 D．c甲＜c乙，选甲材料 D 四、练习与应用 29 【答案】D 【解答】解：已知两种液体质量相等，由图象可以看出：在加热相同时间即吸收热量相同时，甲液体升高的温度更大，由公式Q吸＝cmΔt，可知c甲＜c乙；由于c甲＜c乙，加热相同时间，两种液体吸收的热量相同，甲温度升高快，所以选甲材料，故D正确； 故选：D。 四、练习与应用 30 2.将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃．如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的水温会升高（　　） A．5℃ B．4℃ C．3℃ D．2℃ B 四、练习与应用 31 【答案】B 【解答】解：设热水和冷水的温度差为t, ∵质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃， ∴Q吸=Q放， 从而可知，cm0（t-10℃）=cm×10℃，-------① 又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了6℃， Q吸=Q放， 从而可知，cm0（t-10℃-6℃）=c（m+m0）×6℃，-------② 则①-②得： 6℃×cm0=10℃×cm-6℃×cm-6℃×cm0， 整理得：12℃×cm0=4℃×cm, 解得：m=3m0； 代入①式可得，t=40℃； 假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知： 3m0c（40℃-Δt）=mcΔt,m=3m0； 联立两式解得：Δt=20℃； 40℃-20℃=20℃ 则注入3杯水后，水温还会上升：20℃-10℃-6℃=4℃。 故选：B。 四、练习与应用 32 3.根据表中的数据，下列判断正确的是（　　） A．不同物质的比热容不可能相同 B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 C．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地昼夜温差大 D．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 D 四、练习与应用 33   四、练习与应用 34 $