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比热容
第十三章 第３节
学习目标
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比热容实验，体会控制变量法的作用，了解转换法思想的应用。
3.会用比热容解释生活中与比热容有关的一些现象，感受物理知识与生活的密切联系。
4会进行简单的吸热、放热计算。
　　同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？
来自大自然的疑问
如图所示：把一壶水烧开比把一壶烧温用的时间长；有生活经验可知，烧开一满壶水比烧开半壶水用的时间长。
小结：对于同种物质（如水），水吸收的热量与水的 和 有关。
质量(m)
升高的温度(Δt)
现象表明：相同质量的同种物质升高的温度越多，吸收的热量越多；同种物质升高相同的温度，质量越大，吸收的热量越多。
我猜想
我猜到
物质吸收（或放出）热量的多少，除了与物质的质量和温度变化有关外，还可能与什么有关？
可能与物质的种类有关。
我的问题
不同物质的吸热情况不同？
我的猜想
实际上物质吸收热量的多少还和物质的种类有关。
必须控制质量相同和初温相同（控制变量法）
　　可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快的缘故。
　　用不同物质比一比吧！
1．探究物质的吸热本领
提出问题：为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
　　看看不同种类的物质，吸收热量的性质是否相同。
一、比热容
做一做
想一想，议一议
如何比较水和食用油的吸热情况呢？
一、探究不同物质的吸热情况
实验设计：
方案二：选取质量和初温相同的水和食用油，加热使它们升高相同的温度，比较它们加热时间的长短；
方案一：取质量和初温相同的水和食用油，加热相同的时间，比较它们升高的温度。
在比较不同物质吸热的本领时可以采取以下2种方案（采用控制变量法）
本实验选取第二种方案进行探究。
　1、如何比较水和食用油吸收热量的多少？
设计实验：
把水和食用油装入两个相同的烧杯，选用相同的加热器加热。加热时间长则吸热多，加热时间相等则吸热相等。
2、对水和食用油有什么要求？
初温相等、质量相等。
温馨小提示：
②、怎样获得质量相同的水和酒精？
③、怎样测出它们的温度？
⑤、完成这次探究需要哪些实验器材？
用天平测量
用温度计测量
实验器材：规格相同的电加热器、烧杯、温度计各两个、水、食用油、停表一个、天平一个和搅拌器等。
①、1、使用相同规格的电加热器目的：
④、用停表记录加热时间t
2、加热相同时间的目的：
控制相同时间内放出相同的热量
使不同物质吸收相同的热量。
实验注意事项：
（1) 实验中水和食用油的质量相等，而非体积相同。
（2) 加热装置用相同电加热器，是因为用它比用酒精灯更能准确地控制相同时间内放出相同的热量。
（3) 注意控制加热时间，不要让水和食用油过热或沸腾。
（4) 电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水、食用油受热均匀。
（5) 温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁或电加热器。
（6) 为了使探究结论具有普遍性，可以让几个小组选用不同的液体进行实验，以减小实验中偶然因素造成的影响。
实验过程
（1）实验装置如图甲、乙所示，在两个相同的烧杯中分别装入500g水和500g食用油；
（2）用温度计分别测出它们的初温（控制初温相同），再用相同的电加热器加热；
（3）使水和食用油升高相同的温度，比较需要加热的时间是否相等。
转换法：
电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。不考虑热量损失，放出的热量全部被水或食用油吸收，故物质吸收热量的多少可用加热时间的长短来反映，即将“吸收热量的多少”转换为“加热时间的长短”。
记录实验数据：
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t末/℃ 加热时间t/min 升高的温度 t/℃
水 500 15 50
食用油 500 15 50
35
35
4
2
实验结果
进一步推理：质量相同的水和食用油吸收相等的热量（加热时间相同，均为3分钟）食用油升高的温度比水的高，表明相同质量的水和食用油吸收相同的热量时升高的温度不同；
　　由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
实验初步得出结论：等质量的不同物质（水和食用油），升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比食用油吸收热量多。
结论:
1、吸收相同的热量（加热时间相同）,煤油升高的温度比水的高.
2、升高相同的温度,吸收的热量不等,水吸收的热量多.
　　经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。
比热容的概念
其实很简单，就是采用比较单位质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热的多少来比较它们的吸热能力。
1.定义：比热容(c)──单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量，叫做这一物质的比热容．
2．比热容的单位 ： J/（kg·℃）
读作“焦每千克摄氏度”
　　水的比热容是： c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
　　色拉油的比热容是： c 油= 1.97×103 J/(kg·℃)
　　尝试说出水的比热容的物理意义：
　　1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。
认识比热容
分析比热表，可以找出哪些规律 ？ J/(kg·℃)
水 4.2×103 砂石 0.29×103
酒精 2.4×103 铝 0.88×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
空气 1.0×103 水银 0.14×103
4.比热容是物质的一种属性
（1）.不同物质的比热容一般不同。
（2）.同一物质在相同状态下的比热容是一定的，但在不同状态下的比热容一般不相同。
（3）、同一物质的比热容一般不随质量、形状、温度、位置而变化。它仅与物质的种类和状态有关。
注：物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一。
因此，可以用比热容来鉴别物质的种类。
5.比热容反映了物质的吸热本领，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。
(4)、水的比热容最大。
水的比热容是4.2×103J /（kg·℃）
水的比热容较大在生产和生活中的应用
1、用热水取暖。
2、用水冷却发动机。
3、农村在培育秧苗时，为使秧苗夜间不致受冻，傍晚要往田里灌水，早晨再把水放出去。
记住、背过
　　不考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？
3．利用比热容的知识解释一些现象
　　想想这是为什么呢？
　　吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又是吐鲁番最热的地方，其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度，空调都不用开 。
火焰山的温度计
3．利用比热容的知识解释一些现象
　　昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周边，现在滇池南北长约40千米，东西宽约8千米，总面积300平方千米，湖岸线长163.2千米，最大水深10.4米，平均水深4.4米。那里的气候宜人，四季如春，这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗？
3．利用比热容的知识解释一些现象
　　知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收的热量吗？
吸收的热量
　　=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃)
　　=8.4×104 J
Q吸= cm(t-t0)
Q放= cm(t0-t)
提炼公式
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
二、热量的计算
热量的计算公式
Q = c m Δt
Q：物质吸收或放出的热量， J
c: 物质的比热容, J/(kg.℃)
m：物体的质量, kg
Δt：变化的温度, ℃
吸热时Δt=t-t0
放热时Δt=t0-t
t 表示末温
t0 表示初温
归纳总结
1、吸热公式：
Q吸=cm(t-t0)
2、放热公式：
Q放= cm(t0-t)
Q吸=cmΔt
例、质量为2kg的沸水（100℃），温度降低了60℃，水放出了多少热量？
解：Q放=cm(t0-t)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ×2kg × 60℃
＝5.04 × 105J
答：水放出了5.04 × 105J热量
１、质量为1kg的铁块，温度从40 °C升高到50 °C需要吸收多少热量。［Ｃ铁=0.46×103Ｊ／(kg· °C)]
练一练
已知m=1kg , t0 = 40 °C, t = 50 °C，
　　　　Ｃ铁=0.46 × 103Ｊ／(kg· °C)
求：Ｑ吸=？
解：由Ｑ吸=Cm(t - t0)得
= 0.46×103Ｊ／(kg· °C) × 1kg ×（ 50－40）°C
=4.6 × 104Ｊ
答；铁块需要吸收4.6 × 104Ｊ热量
2、质量是100克的煤油，吸收了7.2 ×103Ｊ的热量 后温度升高到5０°C ，求煤油的初温是多少°C ？　　　　［Ｃ煤油=2.4×103Ｊ／(kg· °C)]　　
已知：t = 50 °C，m=100g=0.1kg，Ｑ吸= 7. 2×103Ｊ
［Ｃ煤油=2.4×103Ｊ／(kg· °C)]　
求： t0 =？
解： 由Ｑ吸=Cm(t - t0)得
(t - t0) =Ｑ吸／Cm
　 ＝ 7.2 ×103Ｊ／2.4×103Ｊ／(kg· °C) ×0.1kg
=30°C
即 t0= 20°C　
答；煤油的初温是20°C 　　　　　
　　1．关于比热容，下列说法正确的是（ ）
　A．温度越高，比热容越大
　B．物质放热越多，比热容越大
　C．物质的质量越大，比热容越小
　D．物质的比热容与质量和温度无关
D
练一练
C
A B C D
　　2．以下四种现象中，与水的比热容无关系的是　　　　　　　　　　　　　　（ ）
　　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
5、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图6所示，由图线可以看出( )
A．甲的比热容比乙大
B．甲的比热容比乙小
C．甲和乙的比热容相同
D．开始加热时，甲和乙的比热容为零
B
　　3．一个质量为250 g的钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，这个钢件在冷却过程中放出多少热量
Q放 = cm(t0-t1)
　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
=6.21×104 J
钢的比热容为c=0.46×103 J/(kg·℃)
解：
练一练
答：冷却过程中放出6.21×104 J
B
　　4．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁　　A．铁块和铝块吸收的热量一样多　
　　B．铝块比铁块吸收的热量多
　　C．铁块比铝块吸收的热量多　
　　D．条件不足，无法确定
练一练
什么是比热容
比热容
知识的
运用
热量的
计算
课堂小结

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