内容正文:
13.1 (第1课时)热量 比热容导学案
班级:________ 姓名:________ 学号:________
一、学习目标
1. 知道热量是热传递过程中传递热的多少,记住热量的单位是焦耳,符号是J。
2. 能通过"比较不同物质的吸热能力"的实验探究,说出比热容的定义,记住比热容的符号c和单位J/(kg·℃),会比较水与煤油升温的快慢。
3. 理解比热容是物质的一种性质,记住水的比热容,能用比热容知识解释沙漠昼夜温差、海陆风等生活现象。
4. 会根据比热容的定义式 判断影响比热容大小的因素,澄清"比热容与质量、吸放热有关"的错误认识。
二、课前自学
1. 热量:在热传递的过程中,传递热的________。热量的单位是________,单位的符号是________。
2. 比热容:(1)比热容的符号是________。
(2)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的________与它的质量和升高的温度________之比,单位符号是________。
(3)性质:比热容是物质的性质,同种物质的比热容相同,不同的物质,比热容一般不同。比热容与物质的质量、吸放热情况等无关,比热容大指的是物体的吸热能力强或控温能力强。
(4)水的比热容是________ J/(kg·℃),表示1 kg的水温度升高1 ℃时所吸收的热量是 J。冰的比热容________水的比热容。
我的疑问:_______________________________________
三、课内探究
探究一 比较不同物质的吸热能力
(1)比较质量相同的物质吸热能力的两种方法:①在加热时间(吸收热量)相同的情况下,观察物体升高的温度是否相同;②观察物体升高相同的温度所需要的加热时间(吸收热量)是否相同。
(2)结论:质量相等的不同物质,升高相同温度时,不同的物质吸收的热量__________;质量相等的不同物质,吸收相同的热量后,不同的物质升高的温度__________。(两空均填"相同"或"不同")
探究二 水的比热容大的生活应用
现象
总结
沙漠昼夜温差大
质量相等的不同物质,吸收相同的热量后,沙石(泥土)的比热容比水①________,相同条件下,比热容小的物质吸收热量时升高的温度②________
城市热岛现象
现象
总结
春季育秧时,白天将秧田里的水放出,晚上往秧田里灌水
水的比热容③________。质量相同的不同物质,升高或降低相同的温度时,比热容大的物体需要吸收或放出的热量④________
冬天老人用热水袋取暖
北方的冬天,城市用热水供暖
汽车发动机用水降温
温馨提示:在日常生活的液体中水的比热容最大,也可以理解为水的吸热本领最______。
探究三 实验探究:比较不同物质的吸热能力
【实验导引】
提出问题:加热相同质量的水和煤油,使它们吸收相同的热量,它们升高的温度是否相同?
实验猜想:__________________________________.
【设计与进行实验】
1. 实验目的:探究不同物质的吸热能力。
2. 实验原理:加热相同的时间,温度变化________的吸热能力强。
3. 实验器材:2支相同的温度计、2个烧杯、水、煤油、2个相同的电加热器(或2个相同的酒精灯、2个铁架台)、________、________、玻璃棒。
4. 实验装置。
水和煤油吸热能力对比实验装置
水和煤油吸热能力对比实验装置
5. 实验过程:
(1)用天平称出__________质量的水和煤油,将其分别放入2个烧杯。
(2)烧杯内分别放入温度计,并读出温度。
(3)用如图所示的装置对水和煤油进行加热,每隔2 min记录一次温度计示数。
6. 实验记录表格。
加热时间/min
0
2
4
6
8
________________
________________
7. 实验结论:质量相同的水和煤油,吸收相同的热量后,________升高的温度多。物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。比热容大的物质吸热能力________。
8. 根据实验数据描绘水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水升温较_______(填"快"或"慢"),比热容________。
水和煤油的温度随加热时间变化的图像
【分析、交流与反思】
9. 实验中用___________来体现吸收热量的多少,此处使用的探究方法是________法。
10. 实验还用到了控制变量法,在设计实验方案时,需要确定控制以下的变量,你认为其中多余的是________(填字母)。
A. 采用完全相同的加热方式
B. 酒精灯里所加酒精量相同
C. 取相同质量的水和另一种液体
D. 盛放水和另一种液体的容器相同
11. 玻璃棒的作用是搅拌使物质____________。
12. 使用酒精灯加热时,实验器材的安装顺序是____________,目的是使酒精灯外焰加热。用电加热器代替酒精灯会更加稳定,确保加热器在相同的时间内放出的热量__________。
13. 实验除了通过相同加热时间比较温度变化外,还可以通过温度变化相同时比较__________来比较不同物质的吸热能力。
14. [器材创新]如图所示,用同一热源同时加热,可以避免两次加热,还可以确保相同时间内水和煤油吸收的热量________。
用同一热源同时加热的器材创新装置
15. [开放性设问]通过本实验,可知水的比热容大,请写出相关的一个生活现象:_______________________________________.
实验特训:(2025年辽宁省)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
实验特训装置
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应_________。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体__________的规律制成的。
(3)每隔0.5 min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5 min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为_______℃。
温度计示数
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现_______吸热能力强。
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较________(填"强"或"弱")的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
探究四 知识点1 比热容
典例1:已知水、酒精、煤油、色拉油四种物质的比热容的大小关系是 ,当它们质量相同、吸收相同的热量时,温度变化较大的是( )
A. 水
B. 酒精
C. 煤油
D. 色拉油
变式1:下表是一些物质的比热容[J/(kg·℃)],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
A. 物质的比热容与物质的状态无关
B. 比热容相同的一定是同种物质
C. 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D. 100 g水的比热容是50 g水的比热容的两倍
探究五 易错点 对影响比热容大小的因素理解不清
易错原因
误认为比热容与物质的质量、温度变化等因素有关
正确理解
比热容是物质的特性,取决于物质的种类,跟物质的质量、温度、吸放热等情况无关
易错训练:对于同一物态的某种物质,根据比热容的定义式 得知( )
A. 比热容跟热量成正比
B. 比热容跟质量成反比
C. 比热容跟温度变化成反比
D. 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
探究六 知识点2 比热容解释简单的自然现象
典例2:下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A. 沙漠地区昼夜温差小
B. 汽车发动机常用水作为冷却剂
C. 在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D. "早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜"是我国沿海地区的生活写照
变式2:晴朗的沿海地区,海风通常发生在_________(填"白天"或"晚上"),这是因为陆地上沙土的比热容比水________(填"大"或"小"),使得土地吸热升温比水_________(填"快"或"慢").
四、课堂检测
A层·基础夯实
1. (2025年黑龙江省)下列实例中与水的比热容有关的是( )
A. 北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上洒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
2. [跨学科·语文]如图是杜甫绝句《迟日江山丽》中诗句"沙暖睡鸳鸯"的画面。太阳升起时,( )
杜甫绝句《迟日江山丽》"沙暖睡鸳鸯"画面
A. 沙地比水更暖和,因为沙的比热容比水小
B. 沙地比水更暖和,因为沙的比热容比水大
C. 水比沙地更暖和,因为沙的比热容比水小
D. 水比沙地更暖和,因为沙的比热容比水大
3. 以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低;那么,初温相同的甲、乙放出相同热量,( )
A. 甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B. 甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C. 甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大
B层·理解运用
4. (2025年清远市期末)夏季的飞来湖公园是人们休闲、散步的理想场所。湖水面积较大,有利于调节周围的气温,这是由于水的_________较大。小明买了一瓶冰镇矿泉水,拧开瓶盖,喝了一大口水,则瓶中剩下水的密度将_______,比热容将_______。(后两空均填"变大""变小"或"不变")
5. [科学探究]用完全相同的装置分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,绘制的温度-时间图像如图所示,由图像可知:
甲、乙两种液体加热的温度-时间图像
(1)从开始加热到 t 时刻,甲、乙两种液体吸收的热量 ____;甲、乙两种液体的比热容大小关系 ________(以上两空均填">""<"或"=");甲液体温度比乙液体温度升高得______(填"快"或"慢")。
(2)若想使两种液体升温一样快,应该减少______液体的质量。
C层·拓展挑战
6. [科学探究]小姜利用如图1所示的装置"比较不同物质吸热的情况"。
比较不同物质吸热情况的实验装置
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及________(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是通过比较______________来比较物质吸收热量的多少。
(3)实验中选取初温不同、________相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较______________来比较不同物质吸热能力的强弱。
(4)如图2所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中________(填"A""B"或"C")方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图3所示为________℃。
温度计读数方法
温度计示数
(5)部分实验数据如表所示,分析数据可得出结论是________(填"水"或"煤油")的吸热能力更强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
…
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
…
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
…
90
7. (2025年梅州市一模)如图1所示,小健往甲、乙两个杯子中倒入等质量的热水,同时开始计时,测得水温随时间变化的图像如图2所示。可推测( )
甲、乙两个盛热水的杯子
两杯水温随时间变化的图像
A. 乙杯中的热水先降至60 ℃
B. 甲杯中的水在0~10 min放出的热量比乙杯的多
C. 两杯水的质量及初温相同,降温速度不同是因为两杯水的比热容不同
D. 由上述实验可得结论:两杯热水降温快慢不同唯一的原因是两个杯子的材料不同
五、课后延伸
1. 从本课"水的比热容大的生活应用"表格中任选两个现象,用比热容知识各写一句解释,写在下方横线上。
________________________________________________________
________________________________________________________
2. 结合"实验特训"第(4)问,用自己的话说一说:电暖器为什么要选择吸热能力弱的液体作为内部介质?
________________________________________________________
六、参考答案
【课前自学】
1. 多少;焦耳;J
2. (1)c (2)热量;乘积;J/(kg·℃) (4)水的比热容是 J/(kg·℃);所吸收的热量是 J;小于
【课内探究】
探究一:(2)不同;不同
探究二:①小 ②多 ③大 ④多;温馨提示:强
探究三:
实验猜想:示例:它们升高的温度不相同(合理即可)。
2. 小 3. 天平;秒表
5. (1)相同
6. 表格中两行自上而下依次为:水的温度/℃;煤油的温度/℃
7. 煤油;强
8. 慢;大
9. 加热时间;转换
10. B
11. 受热均匀
12. 自下而上;相等
13. 加热时间
14. 相等
15. 示例:沙漠地带早晚温差大于沿海地区(答案不唯一)。
实验特训:(1)相同 (2)热胀冷缩 (3)46;水 (4)弱
探究四:
典例1:D 解析:质量相同、吸收热量相同时,由比热容大的物质温度变化小可知,比热容越小的物质温度变化越大;色拉油的比热容最小,所以温度变化较大的是色拉油。
变式1:C 解析:比热容是物质的特性,与物质的状态有关,煤油和冰状态不同但比热容相同,故A、B错误;比热容与质量无关,故D错误;铝的比热容大于铜,质量相等、吸收热量相同时,比热容小的铜块温度变化较大,故C正确。
探究五:
易错训练:D 解析:比热容是物质的特性,跟热量、质量、温度变化均无关,A、B、C错误;由定义式 可知,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,D正确。
探究六:
典例2:B 解析:沙漠地区比热容小,昼夜温差大,A错误;水的比热容大,相同升温条件下吸收热量多,汽车发动机常用水作冷却剂,B正确;湿泥土中水蒸发吸热且水的比热容大,湿泥土升温慢,C错误;"早穿棉袄午穿纱"描写的是内陆地区,D错误。
变式2:白天;小;快
【课堂检测】
1. B
2. A
3. B
4. 比热容;不变;不变
5. (1)=;<;快 (2)乙
6. (1)秒表 (2)加热时间 (3)质量;升高的温度 (4)B;66 (5)水
7. B
【课后延伸】(示例)
1. 汽车发动机用水降温——水的比热容大,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果好;北方的冬天城市用热水供暖——水的比热容大,降低相同温度时能放出更多热量,供暖效果好。
2. 吸热能力弱的介质比热容小,吸收相同的热量时温度升高得快,所以电暖器通电后能迅速升温。
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