12.3 物质的比热容 课件 2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

第十二章 机械能和内能 12.3 物质的比热容 （第一节 ） 如何衡量热传递过程中转移的能量？ 高 温 低 温 能 量 热 量 热量：热传递过程中转移的能量。 符号：Q ，单位：焦（J）。 热量是过程量 我们只能说物体“吸收热量”或“放出热量”,而不能说物体含有或具有多少热量 注意点： 一、热量 生活经验 烧开一壶水和烧开半壶水相比，哪个用时长？ 烧热一壶水和烧开一壶水相比，哪个用时长？ 吸收热量的多少与什么因素有关？ 升高的温度Δt 质量m 加热时间的长短 加热时间 吸收热量 反映 热源和加热方法相同，相同时间内物体吸收的热量大致相等。 信息快递 若物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量是否相等呢？物体吸收热量的多少可能还跟什么因素有关？ 【提出问题】 【实验猜想】 烈日下，脚踩在沙子上和踩在水里感觉一样吗？ 凉 烫 物体吸收的热量还和 有关 加热质量相等的沙子和水，升高相同的温度，加热的时间不等。时间长的说明其吸热 。 多 物质种类 探究不同物质吸热升温的现象 实验 12.5 设计实验 做一做 1. 取50g水和50g沙子，分别装在两个烧杯中，测出室温即为此时沙子和水的初温。 2. 每隔一分钟测量水和沙子的温度。 议一议 质量相同 实验方法： 、 。 转换法 控制变量法 初温相同 通过加热时间来反映物体吸收的热量 加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 26 28 水 20 21 22 23 24 0 2 4 6 时间/min 温度/℃ 沙子 水 1、质量相同的沙子和水，升高相同的温度，_____需要加热的时间更长,即____吸收的热量更多。 2、质量相同的沙子和水，加热时间相同，即_________相同， 升温快。 水 水 吸收热量 沙子 不同物质在质量相等，升高温度相同的条件下，吸收的热量不相等。 【实验结论】 换用其他不同物质进行实验，得到的结果是类似的。 用规格相同的电加热器进行加热的好处 ①与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同； ②内部加热，热量损失少。 【交流与讨论】 实验探究 观察不同物质吸热升温的现象 可能是沙子和水吸收相同热量时升高的温度不相同，沙子升温比水快。 猜一猜 50g的沙子、50g的水、两个磁盘、温度计、红外线探照灯、红外热成像仪。 实验器材 将质量均为50g的沙子和水分别放在两个磁盘中，用温度计测出室温，即为沙子和水的温度，如图用红外灯照射两个瓷盘4min后，再用温度计分别测出沙子和水的温度。 做一做 砂子 水 用红外灯给沙子和水加热 实验探究 观察不同物质吸热升温的现象 红外灯照射一段时间后用红外热成像仅拍摄的红外照片。仪器显示，此时沙子的温度为55.4℃，水的温度为30.7℃。 实验现象： 砂子55.4℃ 水30.7℃ 1. 质量相等的沙子和水，加热相同的时间，哪种物质升温快? 2. 质量相等的沙子和水，升高相同的温度，哪种物质需要的加热时间长? 议一议 实验探究 观察不同物质吸热升温的现象 实验结论 相同质量的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温快。由此推理可知，要升高相同的温度，水的加热时间更长，即吸收的热量更多。 不同物质在质量相等、升高（或降低）温度相同的条件下，吸收（或放出）的热量不相等。 【思考】 不同物质吸收热量的能力是不同的，怎么理解升温慢的吸热本领强？ 二、比热容 吸热能力储水能力 热量  水量 温度变化高度变化 【思考】 如何科学地比较不同物质的吸热本领呢？ 物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容。符号：c。 单位： J/(kg·℃) 二、比热容 热量 质量× 温度变化量 比热容＝ 读作：焦每千克摄氏度 吸收或放出的热量 升高或降低的温度 比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高 1℃所吸收 的热量。 (或降低) (或放出) 比热容大的物质吸热升温_____ 比热容与物质种类和状态有关 下面是一些物质的比热容，从表中数据你发现了什么？单位J/(kg •℃) 1、不同物质比热容一般______ 2、同种物质状态不同，比热容_____ 慢 不同 不同 水 物理意义： 1kg的水每升高(或降低) 1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J 比热容是物质的一种物理属性. 有特例（煤油和冰的比热容相同） 3、表中比热容最大的是_____ ， 比热容知识运用 1、为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样? 海水的比热容比沙子的比热容 ， 吸收相同的热量，海水升温 ，沙子升温 ，所以沙子温度 ； 放出相同的热量，海水降温 ，沙子降温 ，所以海水温度 . 大 慢 快 高 慢 快 高 地球上有许多类型的生态系统，水是影响气候和生态系统的重要因素之一。 部分内陆地区干旱缺水，一天内的气温变化较大。而沿海地区，一 年四季气温波动幅度比较小，夏天不太热，冬天也不太冷。 水对气候具有调节作用。近几十年来，我国坚持植树造林、绿化荒山，依靠森林涵养水源，一定程度上改善了大片地区的气候和生态环境，诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，取得了举世瞩目的成就。河北省塞罕坝(图12-24)生态环境的巨大变化就是一个生动案例。 水和气候 昔日的塞罕坝 今日的塞罕坝 因为沙石的比热容小,水的比热容大，白天太阳照射，吸收相同的热量，升高的温度少，晚上无阳光照射，散发相同的热量，降低的温度少。 为什么沿海地区气温温差小？ 海滨24℃~28℃ 沙漠5℃~38℃ 2、水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？ 傍晚时在秧田里灌水，是因为水的比热容较 （大/小），放热降温较 （慢/快），与不在秧田里灌水相比，秧田的温度较 （高/低），不至于引发冻害。 白天把水放掉，泥土比热容 （大/小），吸热升温 （快/慢），温度较 ，有利于秧苗的生长。 大 慢 高 小 快 高 比热容大的物质吸热升温_____,放热降温_____ 慢 慢 3、如图所示，“暖气”和汽车冷却都用_____作为工作物质，请解释其中的道理。 甲图取暖：：水的比热容大，在质量一定，降低相同的温度时，放出的热量多。 乙图降温：水的比热容大，在质量一定，升高相同的温度时，吸收的热量多。 水 乙：发动机中的水循环 甲：冬天暖气片里流动的是水 Q=cmΔt 实践与练习 1.如图12-25所示，拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却。你能说说用水冷却的优点吗? ①水的比热容大，在质量一定，升高相同的温度时，水吸收的热量比其他物质更多，冷却效果好。 ②来源广泛，容易获取，成本低。 ③化学性质稳定，不会腐蚀发动机，且流动性好，便于循环传热。 ④安全性高。水无毒、无味、不可燃。 《书本》P45 T1 A B D A B C D 1.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ）（多选） 　　A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却 　　B.生活中往往用热水取暖 　　C.夏天洒水降温 　　D.滩涂湿地温差小 练一练 第十二章 机械能和内能 12.3 物质的比热容（第二节 ） 回顾 c 物体吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比 1、比热容 定义 2、单位： J/(kg·℃) 3、物质的比热容是物质的物理属性。 4、物质的比热容和物质的种类、状态有关。 热量 质量× 温度变化量 比热容＝ 热量的表达式: ①当物体温度升高吸收热量: ②当物体温度降低放出热量: 温度 变化量 三、热量的计算 ∆t = 初温−末温 = t0−t 热量的计算： （1）升温吸热：Q吸= cm（t-t0） （2）降温放热：Q放= cm（t0-t） 总 结 热量的计算 注意点： ①温度：升高或者升高了  ∆t  降低或者降低了 升高到  末温t  降低到 ②不适用于物态变化（如熔化、凝固吸放热时温度并不变化） 和非物态变化过程，比较加热时间的比例关系，进而算出热量 【例题1】 初温为20℃、质量为1.5 kg 的一壶水，温度升高到100℃需要吸收多少热量? 反思 实际上，烧开这一壶水需要提供的热量大于5.04×10⁵ J。想一想，这是为什么? 容器也会吸收热量、有部分热量散失到空气中去了等。 ∆t=（100℃-20℃) 如果倒掉一半，水的比热容将为多少？ 例2. 质量为10 kg、温度为20℃的水，吸收1.26×106J热量后，温度将升高到多少摄氏度? t =∆t+t0 =30℃+ 20℃ =50℃ 实践与练习 【练习1-2】 若水吸收的热量全部被煤油吸收，则煤油的温度能升高到多少？ 【练习1-1】. 小华同学对质量都为2kg、初温都为30℃的水和煤油加热，水温升高到60℃。不考虑热量损失，水吸收的热量是多少？已知c水＝4.2×103J/（kg·℃） 【练习2】某温泉度假村利用地热水作为房间洗浴用水，请计算：质量为100kg的地热水，温度从70℃降低到20℃，放出的热量是多少？【c水=4.2×103J/(kg·℃)】 解：地热水放出的热量 Q放 = c水m(t0-t) = 4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃) = 2.1×107J 典型例题 【练习3】把一个钢件加热到220 ℃，然后在空气中自然冷却至室温为20 ℃，放出23000J的能量，则这个钢件质量为多少? 【c钢 = 0.46×103J/(kg·℃)】 1、一块金属的温度从30℃上升到50 ℃ ，所吸收的热量为Q1，从90 ℃降低70 ℃ ，所放出的热量为Q2，则（ ） A.Q1＜Q2 B.Q1＞Q2 C.Q1＝Q2 D.无法比较 2、已知c水＞c煤油＞c干泥土，如果让质量和初温相同的水、煤油、干泥土吸收相同的热量，那么末温最高的是（ ） A.水 B. 煤油 C.干泥土 D. 无法判断 A C 课堂训练 3、分别用两个完全相同的热得快，同时给质量和初始温度都相同的A、B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示， 比热容大？ 温度/℃ 时间/min A B t0 tB tA Ｂ 课堂训练 的末温高。 4、相同质量的铜和铝，初温相同，吸收相同的热量后，再把他 们放在一起，热量会从 传向 ？ （c铜<c铝） 铜 铜 放出热量，内能减小。 吸收热量，内能增大。 升温多。 铜 铝 铝 课堂训练 铜 5、甲乙两物体比热容之比为1:3，相同的质量，两者吸收相同的热量，则甲乙两物体升高的温度之比为 。 6、甲乙两物体比热容之比为1:3，相同的质量，两者升高相同的温度，则甲乙两物体吸收的热量之比为 。 7、甲乙两物体的质量之比为3:5，吸收相同热量后，乙升高的温度为甲的2/5，则甲乙的比热容之比为______。 3:1 1:3 课堂训练 2:3 热平衡 ①概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 ②热平衡方程：Q吸 = Q放 热平衡 例：把热的铁块，放到冷水中，足够长时间，忽略热损失。此过程中，它们会发生 ，最终铁块和水的温度 。水吸收的热量 铁块放出的热量。 C水m水(t−t0水) = Q吸 = Q放 = C铁m铁(t0铁−t) 热传递 相同 = 例：质量420g的铁块初温为790℃，质量460g的水的初温为20℃，把铁块放到水中足够长时间，忽略热损失，求最终铁块的温度t和水升高的温度。 【c钢 = 0.46×103 J/(kg·℃)】 典型例题 C水m水(t−t0水) = Q吸 = Q放 = C铁m铁(t0铁−t) 铁向水释放热量Q放，水吸收热量Q吸，最终温度相同， Q放= Q吸 4200 J/(kg·℃) ×0.46kg×(t−20) ℃ = 460 J/(kg·℃) ×0.42kg×(790−t) ℃ t = 90℃ 即水温升高了70℃ 下 课 $