10.3 比热容（教学设计）物理新教材北师大版九年级全一册

第3节 比热容（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第3节 比热容 教学 目标 物理观念 知道不同物质吸热能力不同；理解比热容的定义、公式和单位；了解不同物质导热性差异。 科学思维 通过实验，培养逻辑分析能力；能从比热容的应用中，建立物理知识联系生活的思维。 科学探究 经历“比较不同物质的吸热情况”实验，提升实验设计、观察记录和分析归纳能力；能通过交流讨论沿海地区温差问题，提高分析和表达能力。 科学态度 与责任 认识到比热容、导热性在生产生活中的应用价值，增强用物理知识解决实际问题的意识。 教材 分析 本节围绕物质吸热特性展开，衔接温度、热量与能量转化知识，是热学定量分析的核心内容，关联科学探究与物理观念素养。通过控制变量实验探究影响吸热多少的因素，引出比热容概念，再拓展至导热性，知识逻辑清晰；比热容是用来表示物质特性的物理量。从分析物理事实到抽象出这个概念，再提升到理解这个概念的内涵，对学生思维能力的要求是很高的。做好实验和做好对实验数据的分析很重要。 教学宜采用实验观察—数据比较—归纳定义路径，辅以沿海温差、暖气系统等真实情境；学生易混淆吸热能力与传热快慢，需通过对比水与煤油吸热实验、木筷与金属勺导热实验强化概念辨析；目标定位为形成物质热学特性的基本模型，达成能解释生活现象、进行简单热量比较即可 学情分析 学生此前已学过热量、温度等基础概念，具备一定的实验观察与简单分析能力。此阶段学生逻辑思维逐步向抽象过渡，对生活中的物理现象有探究兴趣，但易混淆热量、温度、比热容的概念，对抽象物理量的理解存在困难。教材重难点是比热容的定义、表达式及应用，还有导热性特性，要求学生能通过实验分析不同物质的吸热差异，理解比热容的物理意义，并用其解释沿海与内陆温差等生活现象，同时区分导热性与比热容的不同特性。 教学重点 1.通过实验探究，理解比热容是物质的一种特性，用于比较不同物质吸热或放热的能力。 2.结合生活实例，掌握利用水的比热容较大解释沿海地区昼夜温差小的现象。 教学难点 比热容概念的建立。 教学 器材 烧杯2个、2支温度计、食用油、水、电加热器、天平、滴管等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 本节课我们将一起来探究这个问题。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、探究影响物体吸收或放出热量多少的因素 【提出问题】烧水时，水吸收的热量与哪些因素有关呢？ （1）把初温相同的一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？ 猜想：可能与物体的质量有关。 （2）把半壶30 ℃水加热到50℃和加热到100℃，哪次吸热多？ 猜想：可能与物体升高的温度有关。 （3）相同质量的水和沙子同时加热，升高的度数一样吗？ 猜想：可能与物体的种类有关。 演示实验——比较不同物质吸收热量的情况 【实验器材】两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和食用油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等。 【设计实验】取质量相等的水与食用油放入组装好的装置中，记下加热前它们的温度；接通电源，同时对它们加热；停止加热时同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 【实验方法】 （1）转换法：热量看不见，摸不着的，我们通过加热时间来比较吸收热量的多少。 （2）控制变量法： ①用相同质量的水和食用油，让它们升高相同的温度，比较加热时间。 ②用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高的温度 【实验步骤】 方案1： 操作：用相同质量的水和食用油，让它们升高相同温度，比较加热时间。 实验现象：等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要加热时间更长。 分析论证： 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 方案2： 操作：用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高温度。 实验现象：等质量的水和食用油，加热相同时间，水升温较慢。 液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间 水 200 20 42 22 相等 食用油 200 20 55 35 相等 分析论证：不同物质的吸热能力不同。 （3）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。 实验结论： 由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们本身的性质及状态决定的。 结果表明： 1.不同物质的吸热能力不同。 2.物体吸收或放出热量多少不仅与物体的质量、物体温度的变化值有关，还与物质的种类有关。 物理学中，引入比热容表示不同物质吸热本领不同这一性质。 【播放视频】——《探究影响物体吸收或放出热量多少的因素》 【例题1】小明想探究食用油和水的吸热能力，回到家里，他用下图中实验器材进行了探究。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量多 B．要取质量相同的水和食用油 C．要取体积相同的水和食用油 D．食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力强 【答案】B 【详解】A．实验时，用相同热源对两种液体进行加热，加热相同时间，水和食用油吸收的热量一样多，故A错误； BC．物体吸收的热量多少与质量有关，实验时，要取质量相同的水和食用油进行加热，故B正确，C错误； D．相同质量的食用油和水吸收相等热量，食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力弱，故D错误。 故选 B。 【例题2】使用精密仪器、精心设计实验装置可提高实验的精确度。如图甲，科技创新小组用红外线烤灯代替酒精灯、高清红外线热成像仪代替温度计，设计了“探究不同物质的吸热能力”的实验。他们在两个相同的浅盘中装入质量相等的砂和水，将红外线烤灯垂直固定在离两浅盘距离相等的正上方，高清红外线热成像仪置于正前方。根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。 (1)用红外线烤灯作热源的优点是______，用高清红外线热成像仪的优点是更加精确地测量整盘砂、水的平均温度。 (2)红外线烤灯利用了红外线能传递______的特性。 (3)本实验用______（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映物质吸热的多少。 (4)分析数据可知，水的吸热能力比砂的吸热能力更______。 【答案】(1)相同加热时间内放出的热量相等 (2)能量 (3)加热的时间 (4)强 【详解】（1）两个烤灯规格一致、到浅盘距离相等，能保证砂和水在相同加热时间吸收等量热量；相比酒精灯，热源持续稳定，热量输出均匀，减小实验误差。 （2）红外线具有热效应，能够传递能量，烤灯依靠红外线的能量对物体加热。 （3）实验采用转换法，相同热源下，加热时间越长，物体吸收热量越多，因此用加热时间反映吸热多少。 （4）由图像可知，加热相同时间，吸收相同热量，砂升温更快；由，质量相等的不同物质，吸收相同热量时升温越慢，吸热能力越强，故水的吸热能力更强。 以烧水为例，讨论影响水吸收热量的因素，提出问题。 设计实验，知道实验器材、实验方法；设计实验记录表格。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论： 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。 进行交流讨论，知道判断物质吸热能力强弱的两种方法。 做例题1，知道探究“不同物质的吸热能力”的过程与方法。 做例题2，会用图像分析吸热的有关问题。 学习新课 二、比热容 【引入比热容的概念】 我们看看通过精确实验获得的两组实验数据： 1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103J的热量。 3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103J的热量。 水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？ 【师生分析】我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法： =2.1×103J /（ kg·℃） 即： 1. 比热容 （1）引入比热容的意义：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的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。 （3）定义式： c= Q表示物质吸收的热量，单位是焦耳（J） m表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0-t末温 c表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号：J/(kg·℃) （4）实验证明： 单位质量的某种物质，温度降低1°C所放出的热量，与它温度升高1°C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 （5）比热容的物理意义：例如，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）一些物质的比热容 【提问】分析物质的比热容表，回答问题： ①不同种物质的比热容是否相同？ ②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。 ③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？ 【归纳】①不同种物质，比热容值一般不同。 ②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。 ③水的比热容最大。 【例题3】对于同一物态的某种物质，根据c = Q /mΔt 得知（ ） A．比热跟热量成正比 B．比热跟质量成反比 C．比热跟温度变化成反比D．吸收或放出热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量？ 【答案】 D 【解析】同种物质在同一状态下，其比热容为恒定值，与质量、温度、热量无关，公式中吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量，故D正确。 2. 运用比热容知识解释有关现象 （1）生物体内水的比例为何很高？ 【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 （2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？ 【分析】水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。 3. 水的比热容比较大的应用 （1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析实例】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【播放视频】——《比热容在生活中的应用》 【例题4】夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是［c混凝土=0.84×103 J/（kg·℃），c水=4.2×103 J/（kg·℃）]（　 ） A．水不吸热 B．混凝土初温高 C．水的比热容大 D．混凝土放热 【答案】C 【解析】根据Δt = 可知，质量相等的水和混凝土，太阳照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小，因此水的温度比混凝土低，所以太阳下的混凝土热得烫脚，而旁边池塘里的水却不怎么热，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4. 热量计算 根据比热容公式c= （1）物体温度升高时，所吸收的热量为：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t0表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。 （3）公式Q=cm (t-t0) = cm△t各物理量单位的选择 m表示物质的质量，单位：kg △t表示改变的温度，单位：℃ C表示物质比热容，单位： J/（kg·℃） Q表示吸收或放出的热量，单位：J 【例题5】已知水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收多少的热量吗？ 【答案】8.4×104 J 【详解】需吸收的热量：Q吸=Cm(t-t0) 　　=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) 　　=8.4×104 J 答:0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收8.4×104 J的热量 思考问题，引出比热容的概念。 通过数学知识推导并建立比热容的概念。 理解掌握比热容的物理意义、定义、单位、数学表达式，知道比热容是物质的特性。 查看比热容表格，回答3个问题。 做例题3并进行展示，加深对比热容的理解。 通过讨论回答，会运用比热容知识解释2个典型现象，加深对比热容的理解。 知道水的比热容比较大的应用。可以列举生活中的实例。 做例题4并进行展示，会看物质的比热容表格，分析解释有关问题。 做例题5，会进行有关的热量计算。 学习新课 三、导热性 做一做：将木筷子和金属小勺同时放入刚出锅的热汤面中，过一会儿用手摸一摸筷子末端和勺柄。 现象：感觉勺柄比较烫手，而用手拿筷子却感觉不到烫。 结论：可见，金属比木材更容易导热。 1. 导热性 （1）概念：物质传导热量的性能称为导热性。 （2）对导热性的理解： 导热性是物质的一种属性，不同的物质具有不同的导热性。 金属的导热性一般比非金属的导热性好，纯金属的导热性通常优于合金材料。 2.导热性与生活： （1）吸热或放热材料‌‌： 在电子设备中，散热片通常使用铜或铝来帮助散发热量，保持设备的稳定运行；例‌如电热器、我国北方地区冬季供暖用的“暖气片”都要使用导热性好金属材料。 （2）保温材料‌：在需要保温的场合，如冰箱、冷藏车等，使用导热性差的材料可以有效隔绝外部热量，保持内部温度稳定。 （3）建筑材料‌：在建筑中，选择合适的建筑材料可以影响建筑的保温和隔热效果，从而影响能源消耗和舒适度‌ 【例题6】冬天室外的铁栏杆比木栏杆摸起来更冰冷的原因是铁的（ ） A．密度更大 B．比热容更小 C．导热性更好 D．温度更低 【答案】C 【详解】铁的导热性远好于木头，手接触铁栏杆时，手上的热量会快速通过铁向外传导散失，手的温度下降更快，因此摸起来会感觉更冰冷，故选C。 联系生活实际，从而推出导热性的概念。 观看视频，知道导热性在生活中的应用。 做例题6并进行交流回答。会运用导热性解释生活现象。 课 堂 练 习 1．由得，下列说法正确的是（     ） A．若质量增大一倍，则比热容减小一半 B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍 C．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 D．比热容与物体的质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关 【答案】D 【详解】比热容是物质的固有属性，仅与物质种类、状态有关，与质量、吸放热多少、温度变化量均无关。 故选D。 2．下表是一些物质的比热容，下列说法正确的是（     ） 单位： 水 砂石 约 冰 铝 煤油 铁 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．比热容与物质的状态无关 C．质量相同、初温相同的铁块和铝块吸收相同的热量，铝块升高的温度更高。 D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大 【答案】D 【详解】A. 由表格数据可知冰和煤油为不同种类物质，二者比热容相同，故A错误； B. 水和冰为同种物质的不同状态，二者比热容不同，说明比热容与物质状态有关，故B错误； C. 由吸热公式变形得，已知，，，代入得，即铁块升高的温度更高，故C错误； D. 沿海地区水资源丰富，水的比热容较大，相同质量的水和砂石相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化量更小，因此昼夜温差小，故D正确。 故选D。 3．在沿海地区，夏日里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（     ）      A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 【答案】A 【详解】由于砂石的比热容小于水的比热容，白天陆地和海洋吸收相同的热量，陆地升高的温度比海洋升高得多，陆地热空气上升，近地面气压低，海洋的冷空气补充过来，故风向是从海洋吹向陆地；夜晚陆地和海洋放出相同的热量，陆地比海洋温度降低得多，海洋气温较高，热空气上升，空气从陆地吹向海洋。图中风向是从海洋吹向陆地，由上述分析可知，故A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。 4．甲、乙两物体质量之比为1:2，甲物体温度升高20℃、乙物体温度升高15℃时，乙物体吸收热量是甲物体的2倍，甲、乙两物体比热容之比是（　　） A．3:4 B．8:3 C．4:3 D．3:2 【答案】A 【详解】根据可得，则甲、乙比热容之比 代入已知比值、，得 故选A。 5．为了比较水和食用油吸收热量的情况，某同学用如图的器材进行了实验。实验数据记录如下： 物质 质量/g 加热时间/min 初始温度/℃ 最后温度/℃ 水 200 6 20 45 食用油 200 6 20 70 (1)为了便于比较物质吸收的热量，实验中要求在两个烧杯中放入规格______（选填“相同”或“不同”）的电加热器。 (2)在实验过程中控制加热时间相同，通过比较______来研究水和食用油的吸热情况。 (3)分析表格数据可知：加热6 min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量，______（选填“水”或“食用油”）的温度变化较大，两种液体的比热容大小______（选填“”、“”或“”）。 (4)若要使水和食用油升高相同的温度，则______（选填“水”或“食用油”）需要加热的时间更长。 【答案】(1)相同 (2)升高的温度 (3) 等于 食用油 (4)水 【详解】（1）为了便于比较物质吸收的热量，根据转换法，相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同，这样就能保证在相同的加热时间内，水和食用油吸收的热量相同，所以实验中要求在两个烧杯中放入规格相同的电加热器。 （2）在实验过程中控制加热时间相同，即水和食用油吸收的热量相同，根据，在质量相同、吸收热量相同的情况下，通过比较升高的温度来研究水和食用油的吸热情况。 （3）分析表格数据可知：加热，因为使用相同规格电加热器且加热时间相同，所以水吸收的热量等于食用油吸收的热量；水升高的温度为 食用油升高的温度为 食用油的温度变化较大；根据，质量相同、吸收热量相同，温度变化越大，比热容越小，所以 （4）因为，根据，质量相同、升高温度相同，比热容越大，吸收的热量越多，所以水需要吸收更多的热量，又因为相同规格电加热器单位时间放出热量相同，所以水需要加热的时间更长。 6．质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出的热量，则： (1)计算出铁的比热容； (2)餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2kg的铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降到70℃时，牛肉片已十成熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）铁块降温放热过程，已知放出热量 温度变化量 铁的比热容为 （2）铁板降温放热过程温度变化量 铁板放出热量 板 书 设 计 第3节 比热容 1、比热容 （1）影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类。 （2）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （3）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，叫作这种物质的比热容。 （4）公式： c = （5）单位：J/（kg·℃） （6）比热容是反映物质自身性质的物理量。不同物质，比热容一般不同。 2、热量的计算 吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt 放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 3、导热性：金属导热性强，常用于散热；非金属导热性弱，常用于保温。 应用实例：暖气用水传热、发动机用水冷却、金属制暖气片。 课 堂 小 结 第3节 比热容 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 比热容（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第3节 比热容 教学 目标 物理观念 知道不同物质吸热能力不同；理解比热容的定义、公式和单位；了解不同物质导热性差异。 科学思维 通过实验，培养逻辑分析能力；能从比热容的应用中，建立物理知识联系生活的思维。 科学探究 经历“比较不同物质的吸热情况”实验，提升实验设计、观察记录和分析归纳能力；能通过交流讨论沿海地区温差问题，提高分析和表达能力。 科学态度 与责任 认识到比热容、导热性在生产生活中的应用价值，增强用物理知识解决实际问题的意识。 教材 分析 本节围绕物质吸热特性展开，衔接温度、热量与能量转化知识，是热学定量分析的核心内容，关联科学探究与物理观念素养。通过控制变量实验探究影响吸热多少的因素，引出比热容概念，再拓展至导热性，知识逻辑清晰；比热容是用来表示物质特性的物理量。从分析物理事实到抽象出这个概念，再提升到理解这个概念的内涵，对学生思维能力的要求是很高的。做好实验和做好对实验数据的分析很重要。 教学宜采用实验观察—数据比较—归纳定义路径，辅以沿海温差、暖气系统等真实情境；学生易混淆吸热能力与传热快慢，需通过对比水与煤油吸热实验、木筷与金属勺导热实验强化概念辨析；目标定位为形成物质热学特性的基本模型，达成能解释生活现象、进行简单热量比较即可 学情分析 学生此前已学过热量、温度等基础概念，具备一定的实验观察与简单分析能力。此阶段学生逻辑思维逐步向抽象过渡，对生活中的物理现象有探究兴趣，但易混淆热量、温度、比热容的概念，对抽象物理量的理解存在困难。教材重难点是比热容的定义、表达式及应用，还有导热性特性，要求学生能通过实验分析不同物质的吸热差异，理解比热容的物理意义，并用其解释沿海与内陆温差等生活现象，同时区分导热性与比热容的不同特性。 教学重点 1.通过实验探究，理解比热容是物质的一种特性，用于比较不同物质吸热或放热的能力。 2.结合生活实例，掌握利用水的比热容较大解释沿海地区昼夜温差小的现象。 教学难点 比热容概念的建立。 教学 器材 烧杯2个、2支温度计、食用油、水、电加热器、天平、滴管等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 本节课我们将一起来探究这个问题。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、探究影响物体吸收或放出热量多少的因素 【提出问题】烧水时，水吸收的热量与哪些因素有关呢？ （1）把初温相同的一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？ 猜想：可能与物体的质量有关。 （2）把半壶30 ℃水加热到50℃和加热到100℃，哪次吸热多？ 猜想：可能与物体升高的温度有关。 （3）相同质量的水和沙子同时加热，升高的度数一样吗？ 猜想：可能与物体的种类有关。 演示实验——比较不同物质吸收热量的情况 【实验器材】两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和食用油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等。 【设计实验】取质量相等的水与食用油放入组装好的装置中，记下加热前它们的温度；接通电源，同时对它们加热；停止加热时同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 【实验方法】 （1）转换法：热量看不见，摸不着的，我们通过加热时间来比较吸收热量的多少。 （2）控制变量法： ①用相同质量的水和食用油，让它们升高相同的温度，比较加热时间。 ②用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高的温度 【实验步骤】 方案1： 操作：用相同质量的水和食用油，让它们升高相同温度，比较加热时间。 实验现象：等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要加热时间更长。 分析论证： 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 方案2： 操作：用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高温度。 实验现象：等质量的水和食用油，加热相同时间，水升温较慢。 液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间 水 200 20 42 22 相等 食用油 200 20 55 35 相等 分析论证：不同物质的吸热能力不同。 （3）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。 实验结论： 由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们本身的性质及状态决定的。 结果表明： 1.不同物质的吸热能力不同。 2.物体吸收或放出热量多少不仅与物体的质量、物体温度的变化值有关，还与物质的种类有关。 物理学中，引入比热容表示不同物质吸热本领不同这一性质。 【播放视频】——《探究影响物体吸收或放出热量多少的因素》 【例题1】小明想探究食用油和水的吸热能力，回到家里，他用下图中实验器材进行了探究。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量多 B．要取质量相同的水和食用油 C．要取体积相同的水和食用油 D．食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力强 【例题2】使用精密仪器、精心设计实验装置可提高实验的精确度。如图甲，科技创新小组用红外线烤灯代替酒精灯、高清红外线热成像仪代替温度计，设计了“探究不同物质的吸热能力”的实验。他们在两个相同的浅盘中装入质量相等的砂和水，将红外线烤灯垂直固定在离两浅盘距离相等的正上方，高清红外线热成像仪置于正前方。根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。 (1)用红外线烤灯作热源的优点是______，用高清红外线热成像仪的优点是更加精确地测量整盘砂、水的平均温度。 (2)红外线烤灯利用了红外线能传递______的特性。 (3)本实验用______（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映物质吸热的多少。 (4)分析数据可知，水的吸热能力比砂的吸热能力更______。 以烧水为例，讨论影响水吸收热量的因素，提出问题。 设计实验，知道实验器材、实验方法；设计实验记录表格。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论： 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。 进行交流讨论，知道判断物质吸热能力强弱的两种方法。 做例题1，知道探究“不同物质的吸热能力”的过程与方法。 做例题2，会用图像分析吸热的有关问题。 学习新课 二、比热容 【引入比热容的概念】 我们看看通过精确实验获得的两组实验数据： 1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103J的热量。 3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103J的热量。 水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？ 【师生分析】我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法： =2.1×103J /（ kg·℃） 即： 1. 比热容 （1）引入比热容的意义：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的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。 （3）定义式： c= Q表示物质吸收的热量，单位是焦耳（J） m表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0-t末温 c表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号：J/(kg·℃) （4）实验证明： 单位质量的某种物质，温度降低1°C所放出的热量，与它温度升高1°C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 （5）比热容的物理意义：例如，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）一些物质的比热容 【提问】分析物质的比热容表，回答问题： ①不同种物质的比热容是否相同？ ②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。 ③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？ 【归纳】①不同种物质，比热容值一般不同。 ②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。 ③水的比热容最大。 【例题3】对于同一物态的某种物质，根据c = Q /mΔt 得知（ ） A．比热跟热量成正比 B．比热跟质量成反比 C．比热跟温度变化成反比D．吸收或放出热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量？ 2. 运用比热容知识解释有关现象 （1）生物体内水的比例为何很高？ 【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 （2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？ 【分析】水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。 3. 水的比热容比较大的应用 （1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析实例】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【播放视频】——《比热容在生活中的应用》 【例题4】夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是［c混凝土=0.84×103 J/（kg·℃），c水=4.2×103 J/（kg·℃）]（　 ） A．水不吸热 B．混凝土初温高 C．水的比热容大 D．混凝土放热 4. 热量计算 根据比热容公式c= （1）物体温度升高时，所吸收的热量为：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t0表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。 （3）公式Q=cm (t-t0) = cm△t各物理量单位的选择 m表示物质的质量，单位：kg △t表示改变的温度，单位：℃ C表示物质比热容，单位： J/（kg·℃） Q表示吸收或放出的热量，单位：J 【例题5】已知水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收多少的热量吗？ 思考问题，引出比热容的概念。 通过数学知识推导并建立比热容的概念。 理解掌握比热容的物理意义、定义、单位、数学表达式，知道比热容是物质的特性。 查看比热容表格，回答3个问题。 做例题3并进行展示，加深对比热容的理解。 通过讨论回答，会运用比热容知识解释2个典型现象，加深对比热容的理解。 知道水的比热容比较大的应用。可以列举生活中的实例。 做例题4并进行展示，会看物质的比热容表格，分析解释有关问题。 做例题5，会进行有关的热量计算。 学习新课 三、导热性 做一做：将木筷子和金属小勺同时放入刚出锅的热汤面中，过一会儿用手摸一摸筷子末端和勺柄。 现象：感觉勺柄比较烫手，而用手拿筷子却感觉不到烫。 结论：可见，金属比木材更容易导热。 1. 导热性 （1）概念：物质传导热量的性能称为导热性。 （2）对导热性的理解： 导热性是物质的一种属性，不同的物质具有不同的导热性。 金属的导热性一般比非金属的导热性好，纯金属的导热性通常优于合金材料。 2.导热性与生活： （1）吸热或放热材料‌‌： 在电子设备中，散热片通常使用铜或铝来帮助散发热量，保持设备的稳定运行；例‌如电热器、我国北方地区冬季供暖用的“暖气片”都要使用导热性好金属材料。 （2）保温材料‌：在需要保温的场合，如冰箱、冷藏车等，使用导热性差的材料可以有效隔绝外部热量，保持内部温度稳定。 （3）建筑材料‌：在建筑中，选择合适的建筑材料可以影响建筑的保温和隔热效果，从而影响能源消耗和舒适度‌ 【例题6】冬天室外的铁栏杆比木栏杆摸起来更冰冷的原因是铁的（ ） A．密度更大 B．比热容更小 C．导热性更好 D．温度更低 联系生活实际，从而推出导热性的概念。 观看视频，知道导热性在生活中的应用。 做例题6并进行交流回答。会运用导热性解释生活现象。 课 堂 练 习 1．由得，下列说法正确的是（     ） A．若质量增大一倍，则比热容减小一半 B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍 C．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 D．比热容与物体的质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关 2．下表是一些物质的比热容，下列说法正确的是（     ） 单位： 水 砂石 约 冰 铝 煤油 铁 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．比热容与物质的状态无关 C．质量相同、初温相同的铁块和铝块吸收相同的热量，铝块升高的温度更高。 D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大 3．在沿海地区，夏日里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（     ）      A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 4．甲、乙两物体质量之比为1:2，甲物体温度升高20℃、乙物体温度升高15℃时，乙物体吸收热量是甲物体的2倍，甲、乙两物体比热容之比是（　　） A．3:4 B．8:3 C．4:3 D．3:2 5．为了比较水和食用油吸收热量的情况，某同学用如图的器材进行了实验。实验数据记录如下： 物质 质量/g 加热时间/min 初始温度/℃ 最后温度/℃ 水 200 6 20 45 食用油 200 6 20 70 (1)为了便于比较物质吸收的热量，实验中要求在两个烧杯中放入规格______（选填“相同”或“不同”）的电加热器。 (2)在实验过程中控制加热时间相同，通过比较______来研究水和食用油的吸热情况。 (3)分析表格数据可知：加热6 min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量，______（选填“水”或“食用油”）的温度变化较大，两种液体的比热容大小______（选填“”、“”或“”）。 (4)若要使水和食用油升高相同的温度，则______（选填“水”或“食用油”）需要加热的时间更长。 6．质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出的热量，则： (1)计算出铁的比热容； (2)餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2kg的铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降到70℃时，牛肉片已十成熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。 板 书 设 计 第3节 比热容 1、比热容 （1）影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类。 （2）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （3）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，叫作这种物质的比热容。 （4）公式： c = （5）单位：J/（kg·℃） （6）比热容是反映物质自身性质的物理量。不同物质，比热容一般不同。 2、热量的计算 吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt 放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 3、导热性：金属导热性强，常用于散热；非金属导热性弱，常用于保温。 应用实例：暖气用水传热、发动机用水冷却、金属制暖气片。 课 堂 小 结 第3节 比热容 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $