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第二节：物质的比热容
十四章 内能与热机
沪科版2024
1、物理观念：解热量是热传递中能量转移的量度，掌握比热容是物质特性，能用公式Q=cm△t分析吸放热，解释水比热容大的应用现象。
2、科学思维：通过实验用控制变量法探究物质吸热能力，运用类比理解比热容，能根据公式推理吸放热与各物理量关系。
3、科学探究：完成比较水和食用油吸热能力实验，分析数据得出结论，能识别并改进实验误差。
4、科学态度与责任：感受物理与生活联系，关注能源利用中比热容的作用，实验中保持严谨态度。
核心素养
炎炎夏日，相同的日照条件下，白天，当你从沙滩走进海水中，你的脚会有什么感受？
引入新课
烧开一壶水和烧开半壶水需要的热量一样多？
把一壶水加热到100℃和加热到60℃所用时间一样长？
烧开一壶水需要的热量多
加热到100℃需要的热量多
同种物质的质量越大、温度升得越高，吸收的热量就越多
物体吸收的热量除了与物体质量和温度变化有关外，还可能与什么有关？
探究物质吸热、放热的规律
生活实际：
同样的日照条件
沙子热得烫脚
海水却很凉爽
分析：
吸收相同的热量
沙子升高温度多
海水升高温度少
物体吸收的热量与种类有关
猜想
是因为海水和沙子是不同物质吗？
思考
为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
探究物质吸热、放热的规律
研究对象：
水和食用油
所要控制的因素：
①升高的温度
②加热的时间
①质量相同
②相同的容器
③相同的电加热器
需要测量的物理量：
完全相同的热源，单位时间内放
出的热量相同，食用油和水在单
位时间吸收的热量也相同。
探究物质吸热、放热的规律
方案一： 质量相等的水和食用油，吸收相等的热量（加热相同的时间），比较温度的变化。
方案二： 质量相等的水和食用油，使其升高相同的温度，比较吸收热量的多少（加热的时间）。
你能想到几种实验方案？
探究物质吸热、放热的规律
实验器材：
托盘天平、铁架台、温度计、计时器、规格相同的电加热器、烧杯、水、食用油等
探究物质吸热、放热的规律
进行实验：
方案一： 质量相等的水和食用油，吸收相等的热量（加热相同的时间），比较温度的变化。
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t末/℃ 升高的温度 t /℃ 加热时间t/s
水 300 21.9 53.5 31.6 120
食用油 300 22.1 108.4 86.3 120
质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，水升高的温度比食用油低。
探究物质吸热、放热的规律
进行实验：
方案二：质量相等的水和食用油，使其升高相同的温度，
比较吸收热量的多少（加热的时间）。
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t末/℃ 升高的温度 t /℃ 加热时间t/s
水 300 21.9 43.5 22 53
食用油 300 22.1 43.6 22 32
质量相同的水和食用油，升高相同的温度，水吸收的热量多。
水加热的时间长，说明水吸收的热量多
探究物质吸热、放热的规律
实验结论：
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。
不同种类的物质的吸热本领不同
探究物质吸热、放热的规律
控制变量法
■ 原理：在实验中，控制其他因素不变，只改变一个因素，从而研究该因素对实验结果的影响。
■ 应用：在本实验中，控制水和食用油的质量相同、加热条件相同，这样才能准确比较它们的吸热能力。
● 控制变量法是实验成功的关键！
转换法
■ 原理：将不易直接测量的物理量，通过研究与之相关的其他易测量的物理量来间接研究。
■ 应用：在本实验中，通过加热时间长短来表示吸收热量的多少，因为加热时间越长，吸收的热量越多。
● 转换法让实验更易操作！
探究物质吸热、放热的规律
物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。
1.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，用c表示。
2.表达式：
m t
Q
c=
m t
Q
物质的比热容
物质的比热容
3.单位： J/（kg·℃）。读作：焦耳每千克摄氏度。
m t
Q
c=
Q的单位：焦耳（J）
m的单位：千克（kg）
t的单位：摄氏度（℃）
4.物理意义：
单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。
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。
通过表格可以发现：
1.不同物质的比热容一般不同，也有些物质是相同的；同种物质的比热容可能不同。
液体比热容通常大于固体比热容，水银例外。
2.c水=4.2×103J/(kg ·℃)
1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量。
物质的比热容
物质的比热容
比热容
符号：C
定义：某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量与该物质质量和升高温度的乘积之比，叫做这种物质的比热容。
公式：Q = cm t
Q：吸热或放热
C：物质的比热容
m：物质的质量
t：温度变化量
单位：J(kg·℃)（焦每千克摄氏度）
物理意义：
表示物质吸热能力的物理量；
水的比热容=4.2×J(kg·℃)
物质的比热容
比热容的应用
比热容的应用
气候调节：调节气温，使沿海地区温差小
工程散热：发动机用水冷却
日常生活：热水袋取暖
比热容的应用
比热容的应用
常见物质中，水的比热容最大，是4.2×103J/（kg·℃）。
①调节气温（水的温度难改变）
Q=cm t
t=
Q
cm
一定质量的水，吸收（或放出）热量时，水的温度变化小，有利于调节气温。
沿海地区温差小
白天，海水吸收热量，由于海水比热容大，温度上升小。
晚上，海水放出热量，由于海水比热容大，温度下降小。
沙漠地区温差大
白天，沙子吸收热量，由于沙子比热容小，温度上升大。
晚上，沙子放出热量，由于沙子比热容小，温度下降大。
比热容的应用
夏季沿海地区海陆风的形成
解释：白天，陆地与海水吸收相同的热量，但由于水的比热大，故陆地气温上升得比水面气温快，陆地上方温度较高的热空气上升，海水上方温度较低的冷空气流动到陆地进行补充。这样就形成了白天由海洋吹向陆地的海陆风。夜间则是相反。
比热容的应用
我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处 生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况
比热容的应用
如果用Q吸表示吸收的热量，c表示比热容，用m表示物质的质量，t0和t分别代表物体初、末状态的温度，用t表示物体后来的温度，则
m t
Q
c=
吸热升温
Q吸＝cm t＝cm(t－t0)
放热降温
Q放＝cm t＝cm(t0－t)
比热容的应用
注意事项
各物理量单位：
Q——J
c——J/（kg·℃）
m——kg
△t——℃
升高到t℃
降低到t℃
末温为t℃
升高了t℃
降低了t℃
温度差Δt=t℃
两种说法：
热平衡
热传递过程中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”。
热平衡方程：Q吸 = Q放 即c1m1（t1-t01）＝c2m2（t2-t02）
比热容的应用
■ 物质吸热能力：
与物质种类、质量、温度变化有关。不同物质，质量相同、吸收相同热量时，升温不同。
■ 比热容：
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，符号为 c，单位 J/(kg·℃)。
知识回顾
比热容
热量
比热容
热量的计算
定义：在热传递过程中，传递的热的多少 叫作热量。
影响热量的因素：不同物质 ， 在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。
物理意义：物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。
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，叫这种物质的比热容。
公式：
单位：J/（kg·℃）
比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。
吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
课堂总结
下 课
Thanks!
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