内容正文:
第十三章 内能
第1节 热量 比热容
1.知道热量及比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.(重点)通过比热容的实验,体会控制变量法、转换法在实验中的应用;能根据比热容进行简单的热量计算。
3.通过实验探究,比较不同物质的吸热能力。
4.尝试用比热容解释简单的自然现象。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
目
录
课前梳理
01
课堂解析
02
课后练习
03
01
课前梳理
1.热量
加热水的过程就是________的过程。在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。热量的单位是________。
实验表明: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________。
热传递
焦耳
多
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
2.比热容
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________,叫作这种物质的比热容。比热容用符号c表示,它的单位是_____________________,符号是________。
乘积之比
焦每千克摄氏度
J/(kg·℃)
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
3.热量的计算
(1)热量的计算公式:根据比热容的定义,可以总结出计算物体吸收或者放出热量的公式为Q吸=________,Q放=________。其中:c表示物质的________,m表示物体的________,t0表示物体的初温,t表示物体的末温。若用Δt表示温度的变化量,由上述两个公式可以表示为Q=cmΔt。
cm(t-t0)
cm(t0-t)
比热容
质量
(2)公式Q=cmΔt的变形:c=________,m=________,Δt=________。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
02
课堂解析
1.比较不同物质吸收热量的情况(重点)
【思考】以烧水为例,物质吸收的热量可能与哪些因素有关?有哪些事例支持你的猜想?
【猜想与假设】
(1)由生活经验可知:烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多,把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。可见,水吸收的热量和它的质量有关,也和它升高的温度有关。
(2)物质吸收热量的多少还可能与物质的种类有关。例如加热质量相等的水和食用油,升高相同的温度,加热的时间不等。
重难突破
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【思考】对于不同的物质,例如水、沙子、煤油,如果它们的质量相同,使它们升高相同的温度,它们吸收的热量是否相同? 怎样比较不同物质的吸热能力呢?
【设计实验】
(1)实验方法:控制变量法、转换法。
①控制变量法:探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时,应该控制两个量不变,每次实验只改变一个量。
②转换法:因为热量无法直接测量,所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
(2)实验器材:质量相等的水和食用油、温度计2支、相同的电加热器2个、秒表。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【进行实验与收集数据】
(1)如图甲、图乙所示,利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度。比较水和食用油,哪个吸收的热量多?
甲 用电加热器加热水
乙 用电加热器加热食用油
实验表明: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。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)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。
(3)实验结论:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量一般不同。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【进行以下讨论】
(1)测量物质的选取:应选取质量、初温相同的不同物质。
(2)选择相同的热源、保证相同加热时间的目的:让两种物质吸收的热量相等。
(3)用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处:首先,与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同;其次,内部加热,热量损失少。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(4)比较不同物质吸热能力强弱的两种方法。
①加热相同时间,通过比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱,温度变化快的物质吸热能力弱。
②升高相同温度,通过比较加热时间的长短来判断物质吸热能力的强弱,加热时间长的物质吸热能力强。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【典例1】小玉想比较不同物质吸收热量升温的情况,她设计了如图所示的实验装置。
甲
乙
(1)实验中,水和煤油吸收热量的多少是通过____________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
加热时间
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)实验中除了水和煤油的质量相同,还有________________必须相同。
(3)她得到下表中的实验数据,分析实验数据可以得出初步结论:________________________________________________________________。
物质 质量m/kg 升高温度Δt/℃ 加热时间t/min
水 0.1 10 2
煤油 0.1 10 1
加热方法
质量相同的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,________升高的温度更高。
(5)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(4)中结论不符,你认为可能的原因是_________________________________________________
_______________________________________________________________。
(6)另一组的小英采用加热相同时间比较升高的温度来进行探究物质的吸热本领,在两种液体都不沸腾的前提下,你认为她的方案可行吗?________(选填“可行”或“不可行”)。
煤油
水的导热性能好(煤油的导热性能不好)或煤油中温度计的玻璃泡插入比较浅或没有用搅拌棒搅拌等
可行
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【变式训练1】“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置如图所示,取初温相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的易拉罐中,用相同的装置加热,实验数据记录如表所示。
温度/℃ 20 30 40 50
加热时间/s 甲 0 40 82 126
乙 0 18 40 64
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(1)易拉罐中加入的甲和乙两种液体除初温相同外,还应保证________(选填“体积”或“质量”)相同。
(2)实验中,可以通过________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多少。
(3)分析实验数据可知:当它们升高相同温度时,________液体需要吸收的热量更多;当它们吸收相同热量时,________液体冷却效果更好。(均选填“甲”或“乙”)
质量
加热时间
甲
甲
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
2.对比热容的理解(重点)
(1)物理意义:用来比较物质吸热能力的物理量。
(2)比热容是物质的特性之一,每种物质都有自己的比热容,不同的物质,比热容一般不同。所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(3)比热容反映了物质的吸、放热能力,比热容越大,越不容易升温,也不容易降温。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
不要误认为所有跟水有关的应用都是利用水的比热容大的特点,如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发吸热的原理。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【典例2】小明在街边观察炒栗子,师傅不停地将沙子和栗子在锅中翻炒。炒栗子时在锅里加沙子有何作用?
【解】炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子的颗粒小,可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了与栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短栗子被炒熟的时间,起到节能的作用。(表述合理即可)
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
3.热量的计算(重难点)
(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表示物体的初温,t表示物体的末温。
(3)公式中各物理量单位的选择。
m表示物质的质量,单位:kg;
Δt表示改变的温度,单位:℃;
c表示物质的比热容,单位: J/(kg·℃);
Q吸、Q放表示吸收、放出的热量,单位:J。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【典例3】打制铁质工具时要进行淬火以提高工具的硬度。现将一质量为500 g、温度为550 ℃的烧红的铁件淬火,淬火后温度降低到50 ℃,已知c铁=0.46×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)此过程中铁件释放的热量为多少?
【解】铁件的初温为550 ℃,末温为50 ℃,质量为500 g,根据公式Q放=cm(t0-t)可知,铁件放出的热量Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(550 ℃-50 ℃)=1.15×105 J。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)若这些热量全部用于加热5 kg温度为30 ℃的水,则水温将升高到多少?(结果保留1位小数)
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【变式训练2】吃早饭的时候,妈妈想用热水给小明加热质量为200 g的盒装牛奶,如图所示,使牛奶的温度由20 ℃升高到50 ℃。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),c牛奶=3.5×103 J/(kg·℃)]求:
(1)牛奶吸收的热量;
【解】牛奶吸收的热量Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)
=3.5×103 J/(kg·℃)×200×10-3 kg×(50 ℃-20 ℃)
=2.1×104 J。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)若不考虑热量损失,热水放出的热量全部被牛奶吸收,妈妈至少要用70 ℃的热水多少千克?
【解】若不考虑热量损失,热水放出的热量Q放=Q吸=2.1×104 J
使用热水加热牛奶,则水与牛奶的末温相同,即t′=t=50 ℃
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
知识点一 热量
1.小明和小玉两位同学用相同的加热装置对初温相同的水进行加热(水未沸腾),小明加热的水质量少,小玉加热的水质量多(其他条件均相同)。图中虚线是小明同学绘制的水吸收热量随时间变化的图像。请以小明的图像为参考在图中用实线绘制出小玉同学加热时水吸收的热量随时间变化的图像。
随堂练习
答案 图见解析
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【解析】因为是使用相同的加热装置,所以在相同时间内,小明加热的水和小玉加热的水吸收的热量相同,吸收的热量随时间变化的图像重合,如图所示。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
知识点二 比热容
2.关于比热容的知识,下列说法正确的是( )
A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的质量越大,它的比热容越大
C.比热容只与物质的种类有关
D.2 kg的水温度升高1 ℃吸收的热量为8.4×103 J
D
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
知识点三 热量的计算
3.用相同规格的电加热器分别对质量均为240 g的水和乙液体同时加热(不计热量损失),如图所示是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),c水>c乙,下列说法错误的是( )
A.水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
B.加热1 min,水吸收热量2.52×103 J
C.乙液体的比热容为1.75×103 J/(kg·℃)
D.图线A是水的温度随加热时间变化的图像
A
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
4.求质量为2 kg的水温度升高50 ℃所吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案 4.2×105 J
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
课后练习
03
1.在生产和生活中,常见到“水的比热容较大”这一特性的应用事例,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.夏天在房间内洒水降温
B.用循环水冷却汽车发动机
C.让热水流过散热器供暖
D.晚间,在春播秧田里灌水保温
基础巩固
A
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
2.炎炎夏日,小明在家自制冰块,他将水倒入冰格后放入冰箱冷冻成型。下列有关说法正确的是( )
A.水冻成冰块的过程中,温度不变
B.水刚放入冰箱时,将温度传递给冰箱冷冻室内的空气
C.0 ℃的水和0 ℃的冰块温度相同,所以0 ℃的水凝固时,不存在吸放热
D.吃冰块感觉凉爽是因为冰块含有的热量少
A
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【解析】冰是晶体,水凝固时,温度不变,放出热量,A正确,C错误;水刚放入冰箱时,将热量传递给冰箱冷冻室内的空气,水的温度降低,热传递过程中传递的是热量,不是温度,B错误;吃冰块感觉凉爽,是因为冰块的温度低,冰块熔化过程中会吸收人身体的热量,使身体温度降低,且热量是过程量,不能说冰块含有的热量少,D错误。故选A。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
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,且陆地温度较低
D.发生在夜晚,且海水温度较低
A
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
【解析】海风的形成是因为白天陆地升温比海洋快,温度比海洋高,陆地近地面形成低压,海洋上空形成高压,故风从海洋吹向陆地;而陆风为夜晚时分,陆地降温比海洋要快,气温比海洋要低,所以陆地近地面形成高压,海洋上空为低压,空气从陆地吹向海洋。题图中近地面风向从海洋吹向陆地,是海风,且陆地近地面为上升气流,说明风向为白天形成的海风,A符合题意,B、C、D不符合题意。故选A。
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
4.如图所示是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线,表示沿海城市一年气温变化所对应的曲线是________(选填“A”或“B”),这是因为水的________大,吸收或放出相同的热量温度变化更________(选填“大”或“小”)。
A
比热容
小
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
5.某实验小组用如图所示装置比较水和煤油的吸热能力。
(1)如图所示,用铁夹将温度传感器及两个完全相同的试管正确地固定在铁架台上,两试管中分别盛有________相等、初温________的水和煤油,并将两试管放入红外加热器中。
质量
相等
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)闭合红外加热器的开关,对盛有水和煤油的试管同时进行加热。由下表中记录的实验数据分析可知,试管内水和煤油加热相同的________,________升高的温度更高,可得出________的吸热能力更强。
物质 质量m/g 升高的温度Δt/℃ 加热时间t/s
煤油 50 20 60
水 50 10 60
时间
煤油
水
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(3)本实验中把水和煤油吸热能力的差异转换为________________(选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来进行比较的。
升高温度的多少
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
6.有一根烧红的铁钉,质量是2 g,释放出920 J的热量后,温度降低到30 ℃,则铁钉的初温为____________℃。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
1 030
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
7.下列说法中,能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是( )
A.相同质量的同种物质,降低不同的温度,放出的热量不同
B. 相同质量的不同物质,降低相同的温度,放出的热量一般不同
C. 不同质量的同种物质,降低相同的温度,放出的热量不同
D. 不同质量的不同物质,降低不同的温度,放出的热量一定不同
B
能力达标
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
8.小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化的图像如图所示。下列分析错误的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高
B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小
D.利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
B
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
9.小明在烧水和煮豆浆时发现豆浆比水先沸腾。他猜想原因可能是:A.豆浆的沸点比水低;B.豆浆的比热容比水小。于是,他通过如图甲所示的两套相同实验装置进行探究。
甲
乙
(1)烧杯中装有初温和________均相等的豆浆和水。
质量
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
(2)小明根据实验数据绘制了豆浆和水的温度随时间变化的图像a、b,如图乙所示,通过比较a、b可知,猜想________是错误的,由图像可求c豆浆=______________J/(kg·℃)。[水的比热容是4.2×103 J/(kg· ℃)]
(3)实验中小明还发现豆浆在82 ℃时就产生了大量气泡,但通过分析图像,判断出82 ℃时豆浆并未沸腾,他判断的依据是________________________________。
乙
A
3.15×103
豆浆的温度未达到沸点并保持不变
返回目录
下一页
上一页
物理 九年级 上册 (人教版)
感
观
看
谢
$