内容正文:
13.1 热量的计算(第2课时)导学案
班级:________ 姓名:________ 学号:________
一、学习目标
1. 知道物体吸收或放出热量的多少跟物体的质量、温度的变化、物质的比热容有关,记住热量的计算公式,并会用它推导计算质量、温度差、比热容的变形公式。
2. 能区分"升高"与"升高到"、"降低"与"降低到"的不同,会利用 和 进行简单的热量计算,计算过程中物理量带单位。
3. 能通过温度随时间变化的图像分析放热降温、冰的熔化等问题,会用水的比热容大和水的沸点等知识解释生活现象。
二、课前自学
1. 物体吸收(或放出)热量的多少跟物体的________、________________和________________有关。
2. 热量的计算公式:________。吸热的公式:________;放热的公式:________。
3. 公式中,c 为物质的________,m 为物体的________, 为物体的________,t 为物体的________。
4. 使用热量的计算公式时,要区分"________"和"________"、"________"和"________"的不同。
5. 同一物体升高或降低相同的温度时,所吸收的热量或放出的热量是________的。
6. 公式变形:计算质量的公式 m=________;计算温度差的公式 Δt=________;计算比热容的公式 c=________。
我的疑问:_______________________________________
三、课内探究
探究一 知识点 热量的计算
1. 知识梳理。
(1)物体吸收(或放出)热量的多少跟物体的________、________________和________________有关。
(2)热量的计算公式:________。吸热的公式:________;放热的公式:________。
(3)注意:①c 为物质的________,m 为物体的________, 为物体的________,t 为物体的________;②使用此公式时,要区分"________"和"________"、"________"和"________"的不同。
(4)根据热量的公式可知:同一物体升高或降低相同的温度时,所吸收的热量或放出的热量是________的。
2. 公式变形:计算质量公式:________;计算温度差公式:________;计算比热容公式:________。
探究二 典例与图像法
典例:质量均为 0.5 kg 的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容 ,。下列说法中( )
水和另一种液体放热降温的图像
①甲物质是水;②0~12 min 乙温度降低了 20 ℃;③0~12 min 甲放出了 的热量;④乙物质的比热容为 。
A. 只有①②正确
B. 只有②④正确
C. 只有①③正确
D. 只有①④正确
物理方法——图像法:物理学中常用图像法来体现物理量变化的情况,如物质吸热时温度随时间变化的图像,其中时间轴代表的是物体吸收热量的多少。质量相同的不同物质,吸收相同的热量时,比热容大的温度变化慢。
变式:[物理与生活]生产生活中,常选择水作为冷却液,是利用了水的比热容较________(填"大"或"小")的特性;在 1 个标准大气压下,质量为 1 kg、初温为 20 ℃的水,吸收 的热量后,水温上升________℃[]。
探究三 易错点1 物体的末温判断混淆
易错原因
把升高了的温度当成了末温
正确理解
"升高到"的温度就是末温;"升高了"是指温度的变化,并非末温
易错训练 1:已知铅的比热容为 ,质量为 100 g 的铅温度由 600 ℃降低 100 ℃,可放出________J 的热量。
易错点拨:当铅温度由 600 ℃降低 100 ℃,其末温为 500 ℃,温度改变了 100 ℃。
探究四 易错点2 忽略了水的沸点
易错原因
一标准大气压下水的沸点是 100 ℃,在判断温度变化时水的末温高于 100 ℃
正确理解
要注意水的末温是否高于 100 ℃,若高于 100 ℃,则水的末温应取 100 ℃
易错训练 2:在一个标准大气压下,质量为 2 kg,温度为 15℃的水,当它吸收了 的热量后,水的温度升高了_____℃。
易错点拨:一标准大气压下水的沸点是 100 ℃,水沸腾后温度不再升高。
四、课堂检测
A层·基础夯实
1. 水的比热容为 ,质量为 10 kg 的水,温度升高 10 ℃,吸收的热量为( )
A.
B.
C.
D.
2. 甲、乙两铁块,质量之比是 3∶1,甲、乙吸收相同的热量,甲温度升高了 20 ℃,两铁块的比热容之比为________,乙温度升高了________℃;若甲、乙升高温度之比为 1∶2 时,吸收热量之比为________。
3. 我国人均水资源占有量低,我们应该积极参与到珍惜和保护水资源的行动中来,不要让眼泪成为我们地球上最后的一滴水。水的比热容为 ,1 kg 温度为 20 ℃的水吸收 的热量,水的温度将升高________℃。
B层·理解运用
4. (2026 年揭阳市期末)甲、乙两物体质量都为 1 kg,丙物体质量为 2 kg,三个物体温度都升高 1 ℃,吸收热量如图所示,则它们的比热容关系正确的是( )
甲、乙、丙吸收热量的柱状图
A.
B.
C.
D.
5. [科学思维]如图是冰熔化时温度随时间变化的图像,其中有一个是正确的。已知冰的质量为 4 kg,,,假设相同时间内吸收的热量相同,整个过程忽略质量变化,不考虑热量损失。下列说法正确的是( )
图像甲
图像乙
A. 图甲是冰熔化时的正确图像
B. 冰熔化的过程持续了 5 min
C. 冰熔化过程吸收的热量为
D. 水在 5~7 min 吸收的热量为
C层·拓展挑战
6. 妈妈用质量为 625 g、初温为 95 ℃的热水给小明加热牛奶。牛奶质量为 420 g,初温为 25 ℃。加热一段时间后,它们的共同温度为 75 ℃。已知 ,若水所放出的热量全部被牛奶吸收,求:(1)水放出的热量。(2)牛奶的比热容。
7. 阅读短文,回答问题。
即热式节能饮水机
即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用,如图甲为我校教学楼层安装的某品牌即热式节能饮水机,其原理如图乙所示。烧开的水很烫不能立即饮用,即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。
如图乙,当节能饮水机的出水流量为 1.9 L/min 时,20 ℃的自来水经热交换套管后被预热成 85 ℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的 100 ℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出。
即热式节能饮水机喝水无须等待,即按即出,而且具有待机零功耗,比传统饮水机要节能、省电,真正倡导了绿色环保饮水新概念。
即热式节能饮水机
热交换套管工作原理图
请回答下列问题:
(1)若在热交换套管内进行热交换过程中,自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相等,则可供直接饮用的温开水的温度是多少?
(2)每分钟节能饮水机流出水的质量是多少?每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程中吸收的热量是多少?[,]
五、课后延伸
1. 课内"变式"中,1 kg、20 ℃的水吸收 的热量后,水的末温是多少?为什么水温不会升到 105 ℃?请说明理由。
2. 在一个标准大气压下,将 2 kg、15 ℃的水加热至沸腾,水吸收的热量是多少?[]
六、参考答案
【课前自学】
1. 质量;升高(降低)的温度;物质的比热容
2. 热量的计算公式:;吸热的公式:;放热的公式:
3. 比热容;质量;初温;末温
4. 升高;升高到;降低;降低到
5. 相等
6. 计算质量:;计算温度差:;计算比热容:
【课内探究】
探究一:(1)质量;升高(降低)的温度;物质的比热容 (2)同"课前自学"第2题 (3)①比热容;质量;初温;末温 ②升高;升高到;降低;降低到 (4)相等
公式变形:计算质量 ;计算温度差 ;计算比热容
典例:D 解析:相同时间内放出的热量相等、质量相同,由 可知,比热容大的温度降低得慢,甲降温慢,甲是水,①正确;0~12 min 乙温度降低了 40 ℃,②错误;
甲放出的热量 ,③错误;乙的比热容 ,④正确。故选 D。
变式:大;80
易错训练 1:1300 易错训练 2:85
【课堂检测】
1. B
2. 1∶1;60;3∶2
3. 50
4. B 解析:甲、乙质量相同,升高相同的温度,吸收热量与比热容成正比,由图可知 ,所以 ;丙的质量是甲的 2 倍,吸收热量与甲相同、升高温度相同,比热容是甲的一半,即 ,。故 ,选 B。
5. C 解析:相同时间内吸收的热量相同,冰升温 10 ℃用 2 min,吸收热量 ;水的比热容是冰的 2 倍,相同时间内水升高的温度应只有冰的一半,图甲中水 2 min 升温 10 ℃,与冰相同,图甲错误;图乙中水 2 min 升温 5 ℃,图乙正确,A 错误;冰熔化过程持续 5 min-2 min=3 min,B 错误;每分钟吸收热量 ,冰熔化过程吸收热量 ,C 正确;水在 5~7 min 升温 5 ℃,吸收热量 ,D 错误。故选 C。
6. 解:(1)水放出的热量为
(2)水所放出的热量全部被牛奶吸收,牛奶吸收的热量为
由 可得牛奶的比热容为
7. 解:(1)不计热损失时,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,即 Q吸=Q放,则
解得 ,即可供直接饮用的温开水的温度是 35 ℃。
(2)每分钟节能饮水机流出水的质量:
每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程中吸收的热量:
【课后延伸】(示例)
1. 水的末温是 100 ℃。1 kg 水吸收 的热量,温度可升高 85 ℃,20 ℃+85 ℃=105 ℃,超过了一标准大气压下水的沸点,水沸腾后吸收热量但温度不再升高,所以水的末温是 100 ℃,水温不会升到 105 ℃。
2. 解:
学科网(北京)股份有限公司
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