12.3《物质的比热容》课件 -2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

该初中物理课件聚焦“物质的比热容”，涵盖概念建立、实验探究、公式应用及自然现象解释，通过中午傍晚沙子与水的温度差异、沿海沙漠昼夜温差问题导入，衔接内能知识，为热量计算搭建学习支架。 其亮点是以科学探究为核心，用控制变量法和转换法探究水和沙石吸热性能，培养科学探究能力。结合比热容表格分析水的应用，解释沿海温差等现象，深化物理观念。公式推导与例题计算提升科学思维，助力学生理解概念，教师可高效实施探究教学。

物质的比热容 第3节 第十二章 内能与热机 沪粤版物理九年级上册 1.通过分析不同物质（如水和沙子）吸收相同热量时温度变化的差异，建立 “比热容” 的物理观念，理解比热容是反映物质吸热能力的物理量，明确其作为 “物质特性” 的含义，从物质属性角度深化对热现象的认知。 2.参与 “探究不同物质吸热能力” 的实验（如控制水和煤油的质量相同、用相同热源加热、记录相同时间内的温度变化），在实验设计与操作中体会控制变量法的核心思路（控制质量、吸热多少等变量，只改变物质种类），培养科学探究中控制无关变量、突出研究对象的严谨思维，提升实验设计与分析能力。 3.结合比热容知识分析自然现象，通过 “物质比热容差异→吸热 / 放热能力不同→宏观温度变化差异” 的逻辑推理，培养用物理原理解释现象的科学思维，感受物理知识对生活和自然现象的解释力，增强 “从生活走向物理” 的认知意识。 4.理解比热容公式及变形式的物理意义，能结合具体情境进行简单计算，在定量分析中深化对比热容概念的理解，提升运用数学工具解决热学问题的科学思维能力。 学习目标 难点 重点 重点 重点 中午 新课引入 水很凉爽 沙子很烫 傍晚 沙子变凉 水变暖和 思考：为什么会出现下面两图的场景呢？ 沿海地区昼夜温度24~28℃ 新课引入 在同一天内，同一纬度的沿海地区和沙漠地区昼夜温差为什么如此悬殊？ 沙漠地区昼夜温度5~38℃ 在同一天内，同一纬度的某沿海地区和某沙漠地区的昼夜温差相差悬殊。 知识构建 一、不同物质的吸热放热性能 水在质量相等、温度变化相同时，吸收或放出的热量相等。 质量和温度变化都相同 在质量和升高温度相同的情况下，不同物质吸收或放出的热量也相同吗？ 质量和温度变化都相同 质量相等的沙石和水、在温度变化相同时，它们吸收或放出的热量也相等吗？ 实验探究 探究水和沙石的吸热、放热性能 探究水和沙石的吸热、放热性能。 实验目的： 两个相同的烧杯，相等质量的沙石和水，相同规格的两个电加热器、温度计两支、天平、砝码。 实验器材： 控制变量法、转换法（用加热时间的长短来衡量物质吸收热量的多少。） 实验方法： 实验操作： 把水和砂石分别放入烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌砂石和水，使它们受热均匀。观察在相同的加热时间（如1min）内，它们温度的变化，并记下升高的温度。 实验探究 探究水和沙石的吸热、放热性能 ①电加热器要浸没在水中和沙石中； ②不要让温度计接触到电加热器，也不要让温度计接触到容器底或容器壁； ③搅拌砂石和水时，要用手扶住烧杯；如温度过高时，还要戴上隔热手套。 注意事项： 实验数据： 加热时间/s 1 2 3 4 5 6 … 水升高的温度∆t/℃ 2 5 8 10 13 16 … 沙石升高的温度∆t//℃ 9 13 23 29 34 40 … 实验数据表明 加热相同的时间，吸收相同的热量，沙石升温快。 1 质量相等的水和沙石，在升高相同的温度时，水吸收的热量多。 2 实验探究 实验结论： 重点 水和沙石吸收热量的本领不一样 质量的相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般是不相等的； 探究水和沙石的吸热、放热性能 沙石 水 比较不同物质吸热能力强弱的方法 知识构建 一、不同物质的吸热放热性能 （1）质量相同的不同物质，升高相同的温度， 加热时间长的吸热能力强； （2）质量相同的不同物质加热相同的时间，升高温度小的吸热能力强。 吸收热量多 （意味） 为了比较不同物质在吸热、放热性能上的差别，物理学中引人了比热容这个物理量。 二、物质的比热容 比热容的定义和公式 1.定义：在物理学中，用比热容表示物质的吸热、放热性能，比热容的大小在数值上等于1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 2.单位：J/（kg·℃）读作“焦每千克摄氏度”。 Q：吸收的热量 m：物体质量 t1：物体初温度 t2：物体末温度 质量为m的某种物质，温度从t1升高到t2时，吸收的热量为Q，那么这种物质的比热容就是 如果是物质温度降低，放出热量，那么比热容的表达式应该怎样写？ 放出热量： t1：物体的末温 t2：物体的初温 比热容的物理意义 4.物理意义：反映了物质的吸（放）热本领。 （1）比热容大的物质，吸（放）热本领强； （2）比热容小的物质，吸（放）热本领弱。 注意：比热容是物质的一种特性，它的大小只与物质的种类和物质的状态有关，与物质的质量、温度变化、体积无关。 每种物质都有它的比热容。为了方便研究问题，我们将多种物质的比热容绘制成表格。 我们一起来看看比热容的表格吧，并思考从表格中可以得到什么结论？ 二、物质的比热容 一些常见物质的比热容 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 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 蓖麻油 1.8×103 水银 0.14×103 沙石 约0.92×103 铅 0.13×103 从表格中可知 自然界中水的比热容最大为 4.2×103 J/（kg·℃）。 1 同种物质的比热容一般是相同的，特例是水和冰的比热容不同。 不同种物质的比热容一般是不同的，特例是冰和煤油的比热容相同。 2 3 二、物质的比热容 物质 比热容c/J·(kg·℃)-1 水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 冰 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 沙石 约0.92×103 中午 傍晚 从表中数据可以看出，水的比热容是砂石比热容的4倍多。显然，对于质量相等的水和砂石来说，在吸收相等热量的情况下，水的温度上升得少， 而砂石的温度上升得多。 二、物质的比热容 海滨城市四季温差变化小 沙漠地带昼夜温差很大，而沿海地区昼夜温差不大，这是什么原因？ 沙漠地区早穿棉袄午穿单 （1）海水的比热容比砂石的大，海水与砂石吸收或放出同样的热量，海水升高或降低的温度较小。 （2）白天在相同日照下，海水温度变化要小些，所以沿海地区比内陆地区升温慢；夜晚放热，沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温差小，沙漠地区温差大。 5.比热容的应用 “水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。 二、物质的比热容 思考： 1.汽车发动机为何用水来冷却？ 2.冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？ 用冷水冷却汽车发动机 暖气利用热水循环取暖 水的比热容大，在质量一定的条件下水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，用水做冷却剂或取暖效果好。 . 5.比热容的应用 二、物质的比热容 人们培育秧苗时，为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏，常常在傍晚往农田中灌水，白天再将水放出。因为，水的比热容大，在夜间温度下降相同时，水放出的热量较多，从而达到防冻的目的。 插秧 夜晚田里灌水 夜间人们为什么要向稻田里灌水？ 5.比热容的应用 二、物质的比热容 5.比热容的应用 你知道缓解城市热岛效应的方法吗？ （1）在郊区建造环城的绿化带，利用郊区和城区的温差，形成对流来缓解城市的热岛效。 （2）城市建造人工湖或内河。水的比热容大，与同质量的沙石相比，吸收相同的热量，水温升高的少，从而很好的调节了环境的温度。 二、物质的比热容 三、热量的计算 1.热量公式的推导 （1）吸热情况 热量公式： 比热容公式： Q吸=cm(t2-t1) t2是末温，t1是初温 （2）放热情况 比热容公式： Q放=cm(t1-t2) t1是末温，t2是初温 热量公式： 注意注意 注意文字叙述中“升高到、降低到”对应的是物体的末温；而“升高、升高了、降低、降低了”对应的是温度的改变量。 总之温度的变化就是用大的温度减去小的温度。 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：吸一 cm（4一4)。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。 质量为2kg的砂石，温度从10℃升高到20℃，吸收了多少热量? 解析 从表中查得砂石的比热容c=0.92×103J/（kg·℃）。 升高的温度t2-t1= 20℃-10 ℃ =10 ℃ 砂石的质量m = 2 kg 由热量计算公式得 Q吸=c砂m(t2-t1) =0.92×103J/(kg · ℃)×2kg×(20 ℃-10 ℃) = 1.84 ×104J 2.比热容练习题 三、热量的计算 3.热平衡问题 高温物体 低温物体 温度相同 高温物体放出热量温度降低 低温物体吸收热量温度升高 注意 若此过程中有热量损失，则有 Q放 = Q吸＋ Q损。 2 若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收，则有 Q吸 = Q放。 1 二者温度相同时，即达到了热平衡状态。达到热平衡后，二者不在发生热传递了。 三、热量的计算 知识拓展 海陆风是沿海地区因海陆热力性质差异形成的地方性环流，与海陆温差及气压变化相关。 白天，陆地比热容小、升温快，近地面空气上升形成低气压；海洋升温慢，近地面为高气压。 水平气压梯度力使海洋冷空气流向陆地，形成海风，高空则有气流从陆地流向海洋，构成环流。 夜间，陆地降温快，近地面空气下沉成高气压；海洋降温慢，近地面为低气压。冷空气从陆地流向海洋形成陆风，高空气流从海洋流向陆地，完成夜间环流。 海陆风以一天为周期交替，其强弱受天气、季节影响，能调节沿海气候与湿度。 sea-land breeze 海陆风 ” ” 知识拓展 航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的内能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其他器材造成危害，甲板上安装了偏流板（如图），偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管，这是利用水的比热容大的特性来降低偏流板的温度。 偏流板 偏流板 舰载机 ” ” 偏流板和舰载机 1.如图所示是《天工开物》中关于用铜铸币的情景。下列说法中正确的是（ ） A.铜在熔化过程中温度不断升高 B.熔化的液态铜温度高，因为其含有的热量多 C.液态铜倒入钱币模具，凝固过程中，内能减小 D.铜币在冷却过程中，铜币的比热容不断变小 A.铜是晶体，铜在熔化过程中吸收热量，温度保持不变，故A错误; B.热量是过程量，不能说含有热量，能说传递热量，故B错误； C．晶体凝固过程中温度不变，放出热量，内能减小，故C正确; D．铜币在冷却过程中，铜币的比热容不变，故D错误。 故选：C。 C 知识迁移 知识迁移 2.固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的加热装置对它温加热35min。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述实验过程中记录了不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（ ） A.该物体在熔化过程中吸收的热量为1.5cm（t1-t0） B.在25～35min,该物体吸收的热量为cm（t2-t1） C.这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容 D.在10~25min,该物体内能不变 A AB、稳定热源加热，相同时间吸收相同热量，则25～35min,该物体吸收的热量为cm（t1一t0），熔化过程历时15分钟，吸收的热量和25一35min吸收热量的1.5倍，故A正确、B错误。 C、由图可知，固态时（比如0~10min）相同时间内温度升高得快，液态时（比如25~35min）相同时间内温度升高得慢。根据Q=cm t，在Q和m相同的情况下，比热容c和温度变化量 t成反比，所以是液态比热容大于固态比热容，故C错误。 D、在10~25min,该物体持续吸热，温度保持不变，内能增加，故D错误。 故选：A。 ∆ ∆ 知识小结 单位质量的某种物质温度降低1℃所放出的热量和它温度升高1℃所吸收的热量相等。 质量相等的同种物质、温度变化相同时，吸收或放出的热量相等。 热量的公式：升温吸热：Q吸=cm(t2-t1)， Q放=cm(t1-t2) 热平衡：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，最终二者温度一致。 定义：在物理学中，用比热容表示物质的吸热、放热 性能，比热容的大小在数值上等于1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 单位：J/（kg·℃）读作“焦每千克摄氏度”。 物质的 比热容 质量的相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般是不相等的。 不同物质的吸热放热性能 物质的比热容 热量的计算 物理意义：反映了物质的吸（放）热本领。 $