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第二节 科学探究：物质的比热容
第十三章 内能与热机
温故知新
一、内能跟温度的关系？
同一物体＿＿＿＿＿＿、内能大
温度高
二、改变内能的两种方式
热传递
做功
热传递和做功改变物体内能是＿＿＿＿的
等效
三、什么叫热传递？
物体之间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量的过程叫热传递。
海边的故事
中午，沙子很烫，而海水却是凉的
晚上，沙子变凉了，而海水却很暖和
新疆有句谚语：
“早穿皮袄午穿纱
围着火炉吃西瓜”
你现在能说出它的道理！
这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石 要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。
提出问题
（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
（2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？
水在温度升高时吸收的热量，跟水的质量有关，和升高的温度有关 。
把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多
物体温度升高与哪些因素有关呢？
(3)将质量相同的铜块和铁块加热，升高相同的温度，需要的热量一样多吗？
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。
如何通过实验来研究
方案一：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。
方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。
液体
质量
初温
加热
时间
末温
水
480g
20℃
10min
50℃
煤油
480g
20℃
5min
50℃
液体
质量
初温
加热
时间
末温
水
480g
20℃
10min
50℃
煤油
480g
20℃
10min
80℃
(1)表一的数据说明质量相同的水和煤油升高相同的温度所吸收的热量_________。
(2)表二的数据说明质量相同的水和煤油吸收相同的热量时升高的温度________。
进行实验与收集证据
不同的
不同的
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是 。
相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是 。
分析得出结论
相同的
不相同的
水和煤油谁的吸热能力强
液体
质量
初温
加热时间
末温
水
480g
20℃
10min
50℃
煤油
480g
20℃
5min
50℃
液体
质量
初温
加热时间
末温
水
480g
20℃
10min
50℃
煤油
480g
20℃
10min
80℃
谁对冷热反应越灵敏
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。
比热容(C)──单位质量的某种物质温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物质的比热容．
比热容的单位 ：焦/(千克· 摄氏度)
比热容的符号： J/（kg·℃）
读作： 焦耳每千克摄氏度
比热容的实质
（1）反映了物质吸热放热的本领；
（2）物质对冷热反应的灵敏程度；
比热容越大，吸热或放热本领越强
比热容越小，对冷热反应越灵敏
几种物质的比热容[单位：J/（kg·℃）]
水 4.2×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢0.46×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103
冰 2.1×103
干泥土 0.84×103 铅 0.13×103
比热容越大，吸热或放热本领越强
比热容越小，对冷热反应越灵敏
水的比热容是___________
它的物理意义是:___________
__________________________
4.2×103J/(kg · ℃)
一千克的水温度每升
高(降低) 1℃,吸收(或放出)热量是4.2×103J
比热容是物质的一种特性，就像密度是物质的特性一样，同种物质的比热容是一定，不随物体吸收或放出的热量多少、质量、升高或降低的温度而改变。
比热容的物理意义：
比一比，看谁最聪明？
1、人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是为什么？
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多，用水用冷却剂或取暖效果好。
2.体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
从比热容表可以看出，各种物质，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
由于海水的比热容大，砂石比热容小，海水与砂石比较，吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小，白天在受太阳照射条件相同时，海水的温度变化要小些，沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚放热，沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。同理，在一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
3、沙漠地带昼夜温差很大，而 沿海地区昼夜温差不大，这是什么原因？
4、为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
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，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。
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？
水放热降温比较慢
泥土吸热升温比较快
新疆有句谚语：
“早穿皮袄午穿纱
围着火炉吃西瓜”
你现在能说出它的道理！
这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石 要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。
7.据有关专家预测，我国目前最大的水电站三峡水电站完全建成后，三峡库区的气温会受到一定影响：夏天比原来下降2℃左右，而冬天比原来升高2℃左右，为什么？
　　答：这是因为库区里的水的比热大，夏天不容易升温，冬天也不容易降温，温度变化小。
（1）什么是热岛效应？
（2）什么是温室效应？
生活·物理·社会
城市热岛效应，是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”。城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。形成城市热岛效应的主要因素有城市下垫面、人工热源、水气影响、空气污染、绿地减少、人口迁徙等多方面的因素。
温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。
热量的计算
公式
如果知道某物体的质量为ｍ，比热容为ｃ和温度的变化值△t ，根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为
Ｑ=ｃｍ△t
Ｑ：物体温度变化时吸收或放出的热量；单位为J
ｃ：物质比热容 单位 J/(kg.℃)
ｍ：物体的质量单位 kg
△t ：温度的变化值，温度升高时为ｔ2－ｔ1；温度降低时为ｔ1－ｔ2 单位 ℃
例题1:在20℃室温下,烧开一壶5Kg的水,大约需要吸收
多少热量
解: Q吸=cm(t-t0)
=4.2X103J/(kg.0C)X5kgX800C
=1.68X106J
答：…
已知：t0=20℃，t=100℃，m=5kg,c=4.2X103J/(kg.0C)
求：Q吸
Q吸=cm(t-t0)
1、质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，水吸收了多少热量？
2、质量为2kg的沸水（100℃），温度降低了60℃，水放出了多少热量？
解：Q吸=cm(t-t0)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳10kg ╳（65℃-25℃）
＝1.68╳106J
答：水吸收了1.68╳106J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
例3、质量是1kg的铝壶内装有25℃的3kg水在一个标准大气压下将水烧开。壶和水共吸收了多少热量？
解：铝壶吸热
Q吸1=c1m1(t-t0)
＝0.88╳103J/(kg.℃) ╳1kg ╳(100℃－25℃）
＝6.6╳104J
Q吸2=c2m2(t-t0)
＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳3kg ╳(100℃－25℃）
＝9.45╳105J
Q吸＝ Q吸1＋ Q吸2＝ 6.6╳104J＋9.45╳105J
＝1.011╳106J
答：壶和水共吸收了1.011╳106J的热量。
例4、某些液体吸收了2.1×104J的热量后，其温度由25℃升高到35℃，请你再添加一个适当的条件，使之变成一道求解液体质量的计算题，并解答。
解：添加的条件：这种液体是水，比热容
C水 ＝4.2╳103J/(kg.℃)
水的质量
答：液体质量为0.5kg.
热平衡关系式：
Q放=Q吸
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。

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