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第1节 热量 比热容 （导学案）
【学习目标】
1. 知道热量的概念和单位。
2. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
5. 会进行简单的吸、放热计算。
【学习重点】
1. 比热容的概念和应用。2. 热量的计算。
【学习难点】比热容概念的建立。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 在热传递过程中，传递的 的多少叫作热量。单位是 ，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为 J。
2. 相同质量的水和食用油，当升高相同的温度时，吸收的热量 （选填“相同”或“不相同”）。
3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法：
①升高相同的温度时，通过比较 长短来判断物体的吸热能力；
②加热时间相同时，通过比较 的快慢来判断物体的吸热能力。
4. 比热容：①比热容是用来比较物质吸热能力的物理量。
②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 ，叫作这种物质的比热容。
③单位： ， 读作焦每千克摄氏度。
④比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般 。
5．物体吸收或放出的热量与物体的 、升高或降低的 、物质的 有关。
计算物体吸热的公式：Q吸= ，计算物体放热的公式：Q放= 。
【课堂探究】
探究一、热量
1. 热量
（1）概念：加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中，传递的 的多少叫作热量。
（2）单位： ，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为 J。
2. 比较不同物质吸收热量的情况
【思考】烧水时，水吸收的热量与哪些因素有关呢？
【分析】大家都有这样的经验：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 有关，也和它升高的 有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
【思考】不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢
【设计实验】
（1）实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。
（2）需要测量的物理量
①用天平分别测出质量都是m的水和食用油；
②用温度计测水和食用油的初温t0、末温t；
③用停表记录加热时间t。
（3）实验方法：该实验用控制变量法、转换法进行探究。
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，每次实验只能改变一个量。
②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用 来比较物质吸收的热量。
【进行实验与收集数据】
（1）取质量相等的水与食用油各200g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录表格。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间
水 200 20 42 22 相等
食用油 200 20 55 35 相等
【分析与论证】
（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度 （选填“相等”或“不相等”），食用油升高的温度比水的多。
推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”），水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。
（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。
【实验结论】
质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”）。
【完成以下讨论】
（1）测量物质的选取：应选取 、 相同的不同物质。
（2）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。
（3）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力 （选填“强”或“弱”）；
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力 （选填“强”或“弱”）。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（4）该实验常用的两种装置
甲 乙
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
【例题1】琪琪同学利用如图甲所示的装置，探究“不同物质的吸热能力”。
甲 乙
（1）实验中，琪琪在两个相同的烧杯中装入质量相同的水和花生油。并选择两个规格 （填“相同”或“不同”）的电加热器同时对两杯液体加热；
（2）实验中，通过 （填“升高的温度”或“加热时间”）比较两种液体吸收热量的多少；这种物理研究方法叫做 （填“控制变量”或“转换法”）；
（3）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“＜”或“=”）。由图像可知a物质是 （填“水”或“花生油”）。
探究二、比热容
【想一想】通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那么应该怎样比较不同物质的吸热能力？我们来看看通过精确实验获得的两组实验数据：
1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103J的热量。
3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103J的热量。
水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？
【方法】我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法：
=2.1×103J /(kg·℃) 即：
结论：比较物质吸热的能力，可通过计算 ，该比值越大，吸热能力越强。
1. 比热容
（1）引入比热容的意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
（2）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，叫作这种物质的比热容。
（3）定义式： c=
Q表示物质吸收的热量，单位是焦耳（J）；m表示物体的质量，单位是千克（kg）；
Δt表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃）
吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0-t末温
c表示物质的比热容，单位是 ，符号：J/(kg·℃)
（4）实验证明：
单位质量的某种物质，温度降低1°C所放出的热量，与它温度升高1°C所吸收的热量相等，数值上也等于它的 。
（5）比热容的物理意义：例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。
（6）根据比热容公式计算其他物理量
计算物体吸收或放出的热量：Q= ；
计算物体升高或降低的温度：Δt= ；
计算物体的质量：m= 。
（7）理解比热容
①比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般 。每种物质都有自己的比热容，与质量、温度、吸收的热量 关，它仅与物质的种类和状态 关（选填“有”或“无”）。
②比热容反映了物质的吸（放）热能力，在质量相等、温度的变化量相等时，物质的比热容越大，吸收或放出的热量越 。
（8）一些物质的比热容
物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1] 物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1]
水　 4.2×103 铝 　0.88×103
酒精　 2.4×103 干泥土 约 0.84×103
煤油　 约 2.1×103 铁、钢　 0.46×103
冰　 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油　 约 1.97×103 水银 0.14×10 3
砂石 约 0.92×103 铅 　 0.13×103
【提问】分析物质的比热容表，回答问题：
①不同种物质的比热容是否相同？
②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。
③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？
【归纳】①不同种物质，比热容值一般 （选填“相同”或“不相同”）。
②同种物质在不同状态时，比热容值 （选填“相同”或“不相同”）。例如，水的比热容与冰的比热容不同。
③ 的比热容最大。
2. 运用比热容知识解释有关现象
（1）生物体内水的比例为何很高？
【分析】质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较 。（选填“快”或“慢”）
生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的 ，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。
（2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
【分析】水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的 ；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。
夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的 变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很 （选填“多”或“少”），所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）城市的“热岛效应”
城市内有大量的钢筋水泥建筑，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便。比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，你能够解释其中的道理吗？
【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比郊外（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于郊外。
解决方法：种草种树、建造人工湖等。
（4）体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。因为水银的比热容较小，是0.14×103J/（kg·℃），与质量相同的水比较，当吸收相同的热量时，温度的变化量 ，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
3. 水的比热容比较大的应用
（1）分析水的比热容比较大的意义
水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热 ，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热 ，故用水取暖效果好。
（2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。
【师生共同分析】
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？
因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处
因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？
因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
4. 拓展实验—用传感器比较不同物质的比热容
【讲解】如图所示，用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相同的水和食用油的两支试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分要分别与试管内的水和食用油接触良好。温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。
在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和食用油的温度—时间图像，进而比较它们的比热容。
【例题2】关于比热容，下列说法中错误的是（　 　）
A．比热容可用来鉴别物质
B．水的比热容较大，可用作汽车发动机的冷却剂
C．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
D．沙的比热容较小，所以沙漠地区昼夜温差较大
【例题3】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 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A．不同的物质，比热容不可能相同
B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢
C．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多
D．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
探究三、热量的计算
【想一想】比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度，就能计算它吸收的热量。
【做一做】沙子的比热容约为0.92×103J/（kg·℃），这表示质量是1kg的沙子温度升高1℃时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量约为多少 利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度
1. 热量的计算
【推导热量公式】 根据比热容公式c=
（1）物体温度升高时，所吸收的热量为 Q吸= ；
（2）物体温度降低时，所放出的热量为 Q放= 。
t0表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。
（3）公式Q=cm (t-t0) = cm△t各物理量单位的选择
根据公式Q=cm (t-t0) = cm△t
m表示物质的质量，单位是kg； △t表示改变的温度，单位是℃；
C表示物质比热容，单位是J/（kg·℃）； Q表示吸收或放出的热量，单位是J。
2. 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 即 c1m1（t1-t01）＝c2m2（t2-t02）
【例题4】如图所示的盒装牛奶的质量为250克，小明用热水加热，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。求：
（1）牛奶升高的温度Δt；
（2）牛奶吸收的热量Q吸 [c牛奶=2.5×103 焦/(千克·℃)]；
（3）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，小明至少要用52℃的热水多少千克？[c水=4.2×103焦/(千克·℃)]（计算结果保留1位小数）
探究四、地球的温室效应
阅读课本第6页～7页《地球的温室效应》，回答问题：
什么是温室效应？温室效应加剧的原因是什么？温室效应加剧对人类的主要影响是什么？
【归纳】
1. 温室效应
地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的 会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
2. 温室效应加剧的原因
大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了过量的 。另外，人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的 。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气侯变暖的重要原因。
3. 温室效应加剧对人类的影响
如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川融化，使得海平面上升，有些沿海城市面临建筑下沉和海水侵蚀等严重问题，大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。
【精讲点拨】
1. 比热容的定义式是c=，这种定义物理量的方法是物理学中的比值定义法。其含义是单位质量的某种物质温度变化1℃时，吸收（或放出）热量的多少。它能够反映物质的储热本领，是物质本身的一种性质，与物质的多少、温度的变化、热量的多少无关。
2. 教材中分别给出了物体升温和降温时，吸收（或放出）热量的计算公式。实际在物理中，将升高的温度（t-t0）和降低的温度（t0-t）都称为温度的变化量，统一用Δt表示。因此热传递过程中物体吸（或放）热的计算公式可以表示为Q吸=cmΔt。这里一定要明确Δt是指温度的变化量，而不是温度高低，温度高，不一定变化量大，反之亦然。
3. 水的比热容较大，在温度变化一定时，吸收或放出的热量多，可用来散热、制冷、调节气温。
【归纳整理】 第1节 热量 比热容
【课堂练习】
1．下列说法正确的是 （ ）
A. 一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半
B. 吸收热量多的物质，比热容一定大
C. 高温物体放出的热量一定多
D. 质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
2. 质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，铜比铅的温度升高得 （选填“多”或“少”）；质量相同的铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 （选填“铜”或“铅”）。已知c铜=0.39×103 焦/（千克·℃）， c铅=0.13×103 焦/（千克·℃）
3. 生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质。下列事例中与这一性质无关的是（ ）
A. 福岛核电站受损后灌注海水降温 B. 沿海地区的气温变化小
C. 晚间，在春播秧田里灌水保温 D. 在发烧病人的额头上擦冷水降温
4. 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ）
物质 比热容c/【J/(kg·°C)】
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多
C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多
5. 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表：
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 20 4 40
（1）实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相等；
（2）本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱；分析数据可知 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强；
（3）若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为 J；
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水 的性质。
6. 小明探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置。
①实验中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）。
②实验中除了水和煤油的质量相同，还有______必须相同。
③他得到如下实验数据，分析表格中数据可以得出的初步结论是： 。
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
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结论不符，你认为可能的原因是：_________。
⑥另一组的小华采用加热相同时间比较升高的温度来进行探究，你认为他的方案可行吗？______（选填“可行”或“不可行”）。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
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第1节 热量 比热容 （导学案）
【学习目标】
1. 知道热量的概念和单位。
2. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
5. 会进行简单的吸、放热计算。
【学习重点】
1. 比热容的概念和应用。2. 热量的计算。
【学习难点】比热容概念的建立。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。单位是焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
2. 相同质量的水和食用油，当升高相同的温度时，吸收的热量不相同（选填“相同”、“不相同”）。
3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法：
①升高相同的温度时，通过比较加热时间长短来判断物体的吸热能力；
②加热时间相同时，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力。
4. 比热容：①比热容是用来比较物质吸热能力的物理量。
②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，叫作这种物质的比热容。
③单位：J/(kg·℃)， 读作焦每千克摄氏度。
④比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。
5．物体吸收或放出的热量与物体的质量、升高或降低的温度、物质的种类有关。
计算物体吸热的公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt，计算物体放热的公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt。
【课堂探究】
探究一、热量
1. 热量
（1）概念：加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。
（2）单位：焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
2. 比较不同物质吸收热量的情况
【思考】烧水时，水吸收的热量与哪些因素有关呢？
【分析】大家都有这样的经验：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。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
【思考】不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢
【设计实验】
（1）实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。
（2）需要测量的物理量
①用天平分别测出质量都是m的水和食用油；
②用温度计测水和食用油的初温t0、末温t；
③用停表记录加热时间t。
（3）实验方法：该实验用控制变量法、转换法进行探究。
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，每次实验只能改变一个量。
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。
【进行实验与收集数据】
（1）取质量相等的水与食用油各200g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录表格。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间
水 200 20 42 22 相等
食用油 200 20 55 35 相等
【分析与论证】
（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相等（选填“相等”或“不相等”），食用油升高的温度比水的多。
推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量不相等（选填“相等”或“不相等”），水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。
（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。
【实验结论】
质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量不相等（选填“相等”或“不相等”）。
【完成以下讨论】
（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。
（2）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。
（3）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱（选填“强”或“弱”）；
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强（选填“强”或“弱”）。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（4）该实验常用的两种装置
甲 乙
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
【例题1】琪琪同学利用如图甲所示的装置，探究“不同物质的吸热能力”。
甲 乙
（1）实验中，琪琪在两个相同的烧杯中装入质量相同的水和花生油。并选择两个规格 （填“相同”或“不同”）的电加热器同时对两杯液体加热；
（2）实验中，通过 （填“升高的温度”或“加热时间”）比较两种液体吸收热量的多少；这种物理研究方法叫做 （填“控制变量”或“转换法”）；
（3）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“＜”或“=”）。由图像可知a物质是 （填“水”或“花生油”）。
【答案】（1）相同；（2）加热时间，转换法；（3）弱，=，水
【详解】（1）探究“不同物质的吸热能力”时，需要控制两种液体的质量相同；实验中用同样的加热器，相同时间内放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同。
（2）实验中，应用了转换法，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水所吸收的热量。
（3）由图像知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力弱；由于加热时间相同，吸收的热量是相同的，a的温度变化小，说明水的吸热能力是最大的，故a是水。
探究二、比热容
【想一想】通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。那么应该怎样比较不同物质的吸热能力？我们来看看通过精确实验获得的两组实验数据：
1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103J的热量。
3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103J的热量。
水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？
【方法】我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法：
=2.1×103J /(kg·℃) 即：
结论：比较物质吸热的能力，可通过计算，该比值越大，吸热能力越强。
1. 比热容
（1）引入比热容的意义：用来比较物质吸热能力的物理量。
（2）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，叫作这种物质的比热容。
（3）定义式： c=
Q表示物质吸收的热量，单位是焦耳（J）；m表示物体的质量，单位是千克（kg）；
Δt表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃）
吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0-t末温
c表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号：J/(kg·℃)
（4）实验证明：
单位质量的某种物质，温度降低1°C所放出的热量，与它温度升高1°C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。
（5）比热容的物理意义：例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。
（6）根据比热容公式计算其他物理量
计算物体吸收或放出的热量：Q=cmΔt；
计算物体升高或降低的温度：Δt=Q /cm；
计算物体的质量：m=Q /cΔt。
（7）理解比热容
①比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。每种物质都有自己的比热容，与质量、温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关（选填“有”或“无”）。
②比热容反映了物质的吸（放）热能力，在质量相等、温度的变化量相等时，物质的比热容越大，吸收或放出的热量越多。
（8）一些物质的比热容
物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1] 物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1]
水　 4.2×103 铝 　0.88×103
酒精　 2.4×103 干泥土 约 0.84×103
煤油　 约 2.1×103 铁、钢　 0.46×103
冰　 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油　 约 1.97×103 水银 0.14×10 3
砂石 约 0.92×103 铅 　 0.13×103
【提问】分析物质的比热容表，回答问题：
①不同种物质的比热容是否相同？
②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。
③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？
【归纳】①不同种物质，比热容值一般不同。
②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。
③水的比热容最大。
2. 运用比热容知识解释有关现象
（1）生物体内水的比例为何很高？
【分析】质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。（选填“快”或“慢”）
生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。
（2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
【分析】水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。
夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多（选填“多”或“少”），所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）城市的“热岛效应”
城市内有大量的钢筋水泥建筑，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便。比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，你能够解释其中的道理吗？
【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比郊外（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于郊外。
解决方法：种草种树、建造人工湖等。
（4）体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。因为水银的比热容较小，是0.14×103J/（kg·℃），与质量相同的水比较，当吸收相同的热量时，温度的变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
3. 水的比热容比较大的应用
（1）分析水的比热容比较大的意义
水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。
（2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。
【师生共同分析】
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？
因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处
因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？
因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
4. 拓展实验—用传感器比较不同物质的比热容
【讲解】如图所示，用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相同的水和食用油的两支试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分要分别与试管内的水和食用油接触良好。温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。
在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和食用油的温度—时间图像，进而比较它们的比热容。
【例题2】关于比热容，下列说法中错误的是（　C　）
A．比热容可用来鉴别物质
B．水的比热容较大，可用作汽车发动机的冷却剂
C．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
D．沙的比热容较小，所以沙漠地区昼夜温差较大
【解析】物质吸收热量的多少与物质的种类、物质升高的温度及物质的质量有关。要探究物质吸收的热量与物质种类有关，应比较不同的物质在质量、升高的温度相同的情况下吸收热量的关系，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
【例题3】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（ C ）
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A．不同的物质，比热容不可能相同
B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢
C．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多
D．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
【解析】A．由表中数据可知，煤油和冰的比热容相同，故A错误；
B．湿泥土中含有水，由表中数据可知，水的比热容较大，由Q=cmΔt 可知，在吸收相同的热量时，水的温度变化量小，所以在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温快，故B错误；
C．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容，由Q=cmΔt 可知，铝块吸收的热量多，故C正确；
D．因为水的比热容较大，在吸收或放出等量的热量时，水温变化量小，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故D错误。
故选C。
探究三、热量的计算
【想一想】比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度，就能计算它吸收的热量。
【做一做】沙子的比热容约为0.92×103J/（kg·℃），这表示质量是1kg的沙子温度升高1℃时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量约为多少 利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度
【分析】沙子吸收的热量 Q吸= c沙m沙（t-t0）
= 0.92×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃）
= 1.84×104J
水升高的温度
水的温度上升到 t=t0+Δt＝20℃+2.2℃=22.2℃
1. 热量的计算
【推导热量公式】 根据比热容公式c=
（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表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。
（3）公式Q=cm (t-t0) = cm△t各物理量单位的选择
根据公式Q=cm (t-t0) = cm△t
m表示物质的质量，单位是kg； △t表示改变的温度，单位是℃；
C表示物质比热容，单位是J/（kg·℃）； Q表示吸收或放出的热量，单位是J。
2. 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 即 c1m1（t1-t01）＝c2m2（t2-t02）
【例题4】如图所示的盒装牛奶的质量为250克，小明用热水加热，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。求：
（1）牛奶升高的温度Δt；
（2）牛奶吸收的热量Q吸 [c牛奶=2.5×103 焦/(千克·℃)]；
（3）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，小明至少要用52℃的热水多少千克？[c水=4.2×103焦/(千克·℃)]（计算结果保留1位小数）
【答案】（1）20℃；（2）1.25×104J；（3）0.3kg
【详解】（1）牛奶升高的温度Δt=42℃-22℃=20℃
（2）牛奶吸收的热量
Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)=2.5×103J/(kg ℃)×250×10-3kg×(42℃-22℃)=1.25×104J
（3）若不考虑热量损失，热水放出的热量
Q放=Q吸=1.25×104J
热水的质量
探究四、地球的温室效应
阅读课本第6页～7页《地球的温室效应》，回答问题：
什么是温室效应？温室效应加剧的原因是什么？温室效应加剧对人类的主要影响是什么？
【归纳】
1. 温室效应
地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
2. 温室效应加剧的原因
大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了过量的二氧化碳。另外，人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气侯变暖的重要原因。
3. 温室效应加剧对人类的影响
如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川融化，使得海平面上升，有些沿海城市面临建筑下沉和海水侵蚀等严重问题，大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。
【精讲点拨】
1. 比热容的定义式是c=，这种定义物理量的方法是物理学中的比值定义法。其含义是单位质量的某种物质温度变化1℃时，吸收（或放出）热量的多少。它能够反映物质的储热本领，是物质本身的一种性质，与物质的多少、温度的变化、热量的多少无关。
2. 教材中分别给出了物体升温和降温时，吸收（或放出）热量的计算公式。实际在物理中，将升高的温度（t-t0）和降低的温度（t0-t）都称为温度的变化量，统一用Δt表示。因此热传递过程中物体吸（或放）热的计算公式可以表示为Q吸=cmΔt。这里一定要明确Δt是指温度的变化量，而不是温度高低，温度高，不一定变化量大，反之亦然。
3. 水的比热容较大，在温度变化一定时，吸收或放出的热量多，可用来散热、制冷、调节气温。
【归纳整理】 第1节 热量 比热容
【课堂练习】
1．下列说法正确的是 （ ）
A. 一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半
B. 吸收热量多的物质，比热容一定大
C. 高温物体放出的热量一定多
D. 质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
【答案】D.
【解析】比热容是物质本身的一种特性，与物质的质量、温度升高度数、吸收的热量无关，故AB错误；热量是热传递过程中传递的能量多少，高温物体不一定放热，故C错误；由吸热公式Q吸＝cmΔt分析可知：质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，因为煤油的比热容小，升高的温度一定大。 故D正确。所以选D。
2. 质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，铜比铅的温度升高得 （选填“多”或“少”）；质量相同的铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 （选填“铜”或“铅”）。已知c铜=0.39×103 焦/（千克·℃）， c铅=0.13×103 焦/（千克·℃）
【答案】 少 铜
【详解】由Δt=Q/cm可知，质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，由于铜比铅的比热容大，所以铜比铅的温度升高少。
由Q=cmΔt可知，质量相同的铜和铅升高相同的温度，由于铜比铅的比热容大，所以铜吸收热量较多。
3. 生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质。下列事例中与这一性质无关的是（ ）
A. 福岛核电站受损后灌注海水降温 B. 沿海地区的气温变化小
C. 晚间，在春播秧田里灌水保温 D. 在发烧病人的额头上擦冷水降温
【答案】D。
【解析】A. 灌注海水降温，是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，不符合题意；
B. 因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，不符合题意；
C. 水的比热容大，相同质量的水和其它物质，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，不符合题意；
D. 在发烧病人的额头上擦温水降温，是利用水蒸发吸热的原理，符合题意。
所以选D。　
4. 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ）
物质 比热容c/【J/(kg·°C)】
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多
C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多
【答案】D
【详解】A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误；
B．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误；
C．水的比热容表示1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误；
D．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。
故选D。
5. 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表：
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 20 4 40
（1）实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相等；
（2）本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱；分析数据可知 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强；
（3）若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为 J；
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水 的性质。
【答案】（1）质量；（2）水和煤油升高的温度，水；（3）8.4×103；（4）比热容大。
【详解】（1）由于物质吸热多少与质量有关，所以比较水和煤油的吸热能力，需要控制水和煤油的质量相等。
（2）由于水和煤油吸收热量的多少无法直接测量，利用转换法，通过比较水和煤油升高的温度来反映水和煤油吸热能力的强弱；
分析数据可知，质量相同的水和煤油加热相同的时间，吸收相同的热量，水的温度升高的较慢，表明水的吸热能力较强。
（3）水吸收的热量为
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×200×10-3kg×（30℃-20℃）=8.4×103J
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水比热容大的性质，在质量相同、升高的温度相同的情况下，水吸收的热量较多，降温效果较好。
6. 小明探究不同物质吸热升温的属性，他设计如图所示的实验装置。
①实验中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）。
②实验中除了水和煤油的质量相同，还有______必须相同。
③他得到如下实验数据，分析表格中数据可以得出的初步结论是： 。
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
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结论不符，你认为可能的原因是：_________。
⑥另一组的小华采用加热相同时间比较升高的温度来进行探究，你认为他的方案可行吗？______（选填“可行”或“不可行”）。
【答案】①加热时间；②加热方法；③质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量不等；④煤油；⑤水的导热性能好(煤油的导热性能不好）或煤油里温度计玻璃泡插入比较浅；没有用搅拌棒搅拌等；⑥可行。
【解析】①探究不同物质吸热升温的属性，由于是相同的酒精灯加热，即沙子和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少；
②要探究物质吸热升温的属性，根据控制变量法，要控制沙子和水的质量相等、吸收的热量相同，即加热方法应该相同。
③分析表格中数据发现，质量相等的水与煤油，升高相同温度时，水加热时间长，水吸收的热量多，故可得出结论：质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量不等.
④根据质量相等的水与煤油升高相同的温度，水吸收的热量多；进行推理可得：质量相等的水与煤油加热相同的时间，煤油升高的温度比水的多。
⑤发现刚开始加热时，情况与④结论不符，即煤油升高的温度没有水的多。可能的原因是：水的导热性能好(煤油的导热性能不好）或煤油里温度计玻璃泡插入比较浅；没有用搅拌棒搅拌等。
⑥采用加热相同时间比较升高的温度来进行探究，可根据升高的温度判断出吸收热量的多少，所以方案可行。
【课后反思】
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