内容正文:
第 1 章 内能
第 3 节 比热容 第4节跨学科实践:风(导学同步练习)
学习目标
1. 通过探究,了解不同物质吸热本领不同。
2. 知道用比热容表示物质的吸热本领,了解比热容在生活中的应用。
3. 会进行热量的计算。
4. 了解并解释风的形成原因。
课堂导学
情境导入
如图所示是济南和青岛两市同一日的气温情况,两市的气温为什么会有这么大的差异呢?带着这个问题一块进入本节课的学习吧。
任务一 物质的吸热性能
(1) 我们回想一下烧水的情景并回答下列问题。
问题 1:烧开一壶水和烧开半壶水,哪个需要的热量多?
问题 2:把一壶水烧开和烧成温水,哪个需要的热量多?
问题 3:影响水吸收热量多少的因素有哪些?
(2) 不同物质吸收热量的多少与哪些因素有关呢?如图所示,将质量和初温相等的水和煤油注入相同的烧杯中,用相同的电加热器对其加热,每隔 1 min 记录一次升温情况,并将实验数据记录在下面的表格中,请回答下列问题。
问题 4:实验中加热时间长短表示物质____的多少。
问题 5:质量和初温相同的水和煤油,加热相同的时间,____升高的温度多。
问题 6:质量和初温相同的水和煤油,升高相同的温度,____的加热时间长。
问题 7:导致上述现象出现的原因是被加热物质的____不同,为了描述物质间这种差异,我越快,分子无规则运动越 。
知识归纳
物体吸收或放出热量的多少,不仅与其质量的大小及温度的变化有关,还与物质的种类有关。应用迁移
【应用 1】如图所示是探究不同物质吸热能力的实验装置,使用的是两个相同规格的电加热器。
(1) 使用两个相同规格的电加热器的目的是________________________________。
(2) 烧杯内装入初温和________相等的水和食用油,用两个相同规格的电加热器分别对它们进行加热,让水和食用油升高相等的温度,分别记录________。
(3) 小明将实验数据记录在下表中。
分析表中数据可知,要使水和食用油的末温相同,就要给____加热更长时间,从而可知____的吸热能力更强。(均选填 “水” 或 “食用油”)
特别提醒:比较不同物质吸热本领强弱的方法: 质量和初温相同的物质,(1) 吸收相同的热量,温度升高少的物质,吸热本领强;(2) 升高相同的温度,吸收热量多的,吸热本领强。
任务二 比热容
阅读课本 P14 “比热容”,回答下列问题。
问题 1:比热容的定义、符号和单位分别是什么?你认为比热容的大小与哪些因素有关?
问题 2:对比比热容表中各种物质的比热容
(1) 的比热容最大,其物理意义是____________________________;
(2) 同种物质,状态不同时比热容________;
(3) 不同物质,比热容可能________。
知识归纳
1.比热容:如果质量为m的某种物质从外界吸收的热量为Q,温度升高了∆t,则Q/(m∆t)即是这种物质的比热容,用符号c表示。
2.单位:J/(kg·℃)。
应用迁移
【应用 2】由比热容的公式c=Q/(m∆t)可知,下列说法正确的是()
A. 物质的比热容跟它的质量成反比
B. 物质的比热容跟它的温度变化成反比
C. 物质的比热容跟它吸收或放出的热量成正比
D. 比热容是物质的特性之一,跟热量、质量、温度的变化等因素均无关
特别提醒:物质的比热容是物质本身的一种性质,其大小只与物质的种类和状态有关,与热量、质量、温度的变化等因素都无关。
任务三 热量的计算
热传递过程中,低温物体吸收热量,高温物体放出热量,结合比热容的计算公式回答下列问题。
问题 1:低温物体吸收热量的计算公式为Q吸= ),其中c表示 ,m表示________,单位是________,t表示________,t0表示________,t-t0表示________,Q吸表示________。
问题 2:高温物体放出热量的计算公式为Q放= ,其中c表示,m表示________,单位是________,t表示________,t0表示________,t0-t表示________,Q放表示________。
知识归纳
1.吸收热量的计算公式:Q吸=cm(t-t0)。
2.放出热量的计算公式:Q放=cm(t0-t)。
应用迁移
【应用 3】一块质量是 10 kg、初温为 590 ℃的铁块,当温度降到 190 ℃时。[铁的比热容是0.42×103J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃)
(1) 铁块放出多少热量?
(2) 这些热量能够使质量是 20 kg、温度是 20 ℃的水升高多少摄氏度?升高到多少摄氏度?
特别提醒:升高、升高了(降低、降低了)表示温差,升高到(降低到)表示末温。
任务四 风
我们知道,风的形成是因为空气流动,那么空气为什么会流动呢?请回答下列问题。
问题:A 地接受热量多,B、C 地接受热量少时,A 地附近空气膨胀,密度____,空气上升,气压降低。B、C 两地附近空气向____地流动。A 地热空气上升聚集在高空,使 A 地上空空气密度____,A 地上空空气向 B、C 两地上空流动。这样,就在 A、B、C 三地形成环形风。
知识归纳
风是跟地面大致平行的空气流动的现象,是由于同一水平面上气压分布不均匀而产生的。
应用迁移
【应用 4】如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是与海洋相比,陆地的土地()
A. 比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B. 比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C. 比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D. 比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
课堂小结
比热容
物质的吸热性能
吸收相同热量,升温多的吸热性能____ 升温相同,吸收热量多的吸热性能____
比热容
意义:描述不同物质的____性能强弱
公式:________
单位:________
热量的计算
吸热计算公式:________
放热计算公式:________
当堂巩固
1. 下表是一些物质的比热容[单位:J/(kg·℃)],根据表中数据和生活现象,下列判断正确的是()
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. 质量相等、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D. 汽车发动机用水散热,是因为水的比热容较大
2. 海陆风是由海陆间昼夜温度差异引起的热力环流,是炎炎夏日沿海地区的一种普遍自然现象。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
3.如图 1 所示是小明探究 “不同物质的吸热本领” 的实验装置,他用相同的电加热器和烧杯给初温及质量均相同的甲、乙两种液体加热,根据测量的数据绘制出两种液体的温度 — 时间图像如图 2 所示。
(1) 甲液体在前 2 min 吸收的热量____(选填 “大于”“小于” 或 “等于”)乙液体在前 2 min 吸收的热量。
(2) 由图 2 可知,甲液体的吸热本领____(选填 “大于”“小于” 或 “等于”)乙液体的吸热本领。
4.在热水袋中装入 0.5 kg 的热水,一段时间后,水温从60℃降至40℃,已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),该过程中水放出的热量是多少?
答案解析
【课堂导学】
[任务一]
问题 1 一壶水。
问题 2 烧开。
问题 3 质量和升高的温度。
问题 4 吸收热量
问题 5 煤油
问题 6 水
问题 7 种类 比热容
应用迁移
应用 1 (1)使水和食用油在相同时间内吸收的热量相同 (2)质量 加热时间 (3)水 水
[任务二]
问题 1 质量为m的某种物质从外界吸收的热量为Q,温度升高了∆t,则Q/(m∆t)即是这种物质的比热容,用符号c表示,单位是J/(kg·℃),比热容的大小与物质的种类和状态有关。
问题 2 (1)水 质量是1kg的水,温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量为4.2×103J(2)不同 (3)相同
应用迁移
应用 2 D 解析:比热容是物质的一种特性;物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度的高低、吸收或放出热量的多少均无关。故 D 正确。故选 D。
[任务三]
问题 1 cm(t-t0)比热容 质量kg物体后来的温度 物体原来的温度 升高的温度 吸收的热量
问题 2 cm(t0-t) 比热容 质量 kg 物体后来的温度 物体原来的温度 降低的温度 放出的热量
应用迁移
应用 3 应用 3 解:(1) 铁块放出的热量
[任务四]
问题 减小 A 增大
应用迁移
应用4 A 解析:白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,水的比热容比泥土、沙石的比热容大,海水温度上升慢;而海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;夜晚,海岸和海水放出相同的热量,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海洋,形成陆风,故 A 符合题意。故选 A。
【课堂小结】
【当堂巩固】
1.D
2.A解析:水的比热容比泥土、沙石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风;晚上,气温下降,水面温度下降得慢,温度高一些,热空气上升,风从陆地吹向海面,形成陆风,由题图可知,此时地面附近的空气从海洋吹向陆地,通常发生在白天,且陆地温度较高。故选 A。
3.(1)等于 (2)小于
4.解:水放出的热量
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