内容正文:
第3节 比热容
第1课时 比热容的概念与实验探究
第2课时 热量的计算
1.通过实验探究,建立比热容的概念。
2.尝试用比热容解释简单的自然现象。
3.会进行物体吸、放热的简单计算。
重点
通过实验得出比热容的概念并联系生活应用其分析解决一些简单问题。
难点
比热容概念的建立。
一、创设情境,导入新课
情境一:烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽;傍晚,沙子很快凉了下来,但海水却还暖暖的。同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样?
情境二:糖炒栗子,为什么要加入沙子一起炒呢?
情境三:汽车水箱中加水有什么作用呢?
学习了本节课比热容的知识,你就能解释其中的奥妙了。
二、新课教学
(一)探究不同物质的吸热本领
想一想:物体吸收热量的多少跟哪些因素有关?
学生思考、回答:质量、升高的温度、物质的种类。
师生总结:同一种物质,吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。同一种物质,质量越大,温度升高得越多,吸收的热量越多。
实验探究:比较不同物质吸热的情况
1.提出问题
不同种物质组成的物体,在质量相同,升高的温度也相同时,吸收的热量一样吗?
2.设计实验
想想议议:(1)你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题?
(2)如何设计实验方案?
讨论中,学生主要集中(课件出示):
①怎样比较水和食用油吸收热量的多少?
②实验中,需要测量哪些物理量?
③需要哪些实验器材?
④怎样设计实验方案和记录实验数据的表格?
学生小组交流讨论:运用控制变量法,保持质量和升高的温度相同,物质的种类不同。
比较加热时间的长短。
选用哪个装置作为热源:选用相同的电加热器。
实验器材:天平、温度计、秒表、电加热器、烧杯、水、食用油。
师生讨论后,归纳方案:使用相同的电加热器,加热质量相等的不同物质(水和食用油),使它们升高相同的温度,比较它们加热时间的多少(吸收热量的多少)。
3.进行实验、收集数据
教师巡视、指导学生分组实验。鼓励学生动手实验,收集记录数据,鼓励学生间的交流和合作。
液体
质量
m/kg
升高的温度
(t-t0)/℃
加热时间
t/min
吸热
多少
水
0.1
10
4
多
食用油
0.1
10
2
少
4.分析论证,归纳总结
分析实验数据,展示实验结果:质量相等的水和食用油,升高相同的温度,水比食用油所需加热时间长。
归纳总结:质量相等的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量是不相同的。
深化引导:不同物质,在质量相同、升高的温度相同时,吸收的热量是不相同的,即不同种物质的吸热能力是不相同的。
典例解读 如图甲所示是“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置。小雨经过分析思考,将实验装置加以改进,如图乙所示。
(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制______相同。
(2)图乙的实验操作中存在一处错误:没有控制______相同。
【解析】由于物体吸收或放出热量的多少跟物质的比热容(吸热能力)、质量、温度的变化三方面因素有关,所以在探究比较物质吸热能力时,要注意应用控制变量法。
【答案】(1)食用油和水吸收的热量 (2)食用油和水的质量
(二)比热容
怎样比较不同物质这种性质上的差别呢?为了表示不同物质吸热情况的不同,物理学中引入比热容这个物理量。
比热容的定义: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乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示,单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
说明:比热容在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量。
阅读P12小资料——一些物质的比热容,你能从中总结出什么规律吗?
总结规律:不同物质比热容一般不同;同种物质,状态不同,其比热容也不同;水的比热容最大,c水=4.2 ×103 J/(kg·℃),物理意义:表示1 kg的水,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 。
合作研讨、深化认识:
1.一桶水与一杯水比较,谁的比热容大?
2.比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度有关吗?
学生思考、讨论交流:同种物质,吸收的热量跟它的质量、升高的温度成正比,说明吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比是个定值,说明比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度无关。
强调:比热容是物质的一种特性,物质的比热容由物质的种类(本身特性)、状态决定,可以用比热容来鉴别物质的种类。
想一想:沿海和内陆地区为何昼夜温差不同呢?
讨论总结:因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同,但是海水的比热容比沙子的大,所以海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
想想议议:我国北方楼房的暖气用水作为介质,把燃料燃烧产生的热量带到房屋中取暖。