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13.2科学探究：物质的比热容
第1课时　探究物质的比热容
知识点1　探究物质吸热或放热规律
提出问题 不同的物质，在质量相等、升高的温度也相等时，吸收的热量是不是一样呢
猜想与假设 吸收的热量可能不同
设计与 进行实验 (1)取相同质量的水和煤油盛入如图所示的两个相同的容器中，按图安装好实验器材。 (2)记录加热前液体的初温度t1，预先设定好加热的末温度t2。 (3)实验热源用酒精灯，调整两只酒精灯的灯芯，使两者的火焰基本相同。开始预热，记下开始加热的时刻，加热的同时上下拉动搅拌器。 (4)当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热时间t，对另一种液体作同样的观察、操作和记录。 　 收集数据，将实验数据填入下表： 液体 名称液体质 量m/g液体初 温t1/℃液体末 温t2/℃升高的 温度 (t2－t1)/℃加热时 间t/min水煤油
实验结论 相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同
实验 注意 事项 (1)实验中物质吸收热量的多少是通过时间来体现的 (2)温度计的作用是测量液体温度。在测量时，一定要注意不能使温度计的玻璃泡与容器底部、侧壁接触 (3)搅拌器的作用是通过搅拌使容器中液体受热均匀，切不可用温度计替代搅拌器来使用
说明
(1)各组实验数据可能有较大的差异。原因之一是实验中所使用的酒精灯在相同的时间
内供给的热量有差异，因此，实际上研究对象在单位时间内吸收的热量并不完全相等；原因之二是实验中有热量损失。
(2)实验探究中应用了转换法，把水吸热多少转化为加热时间的长短，同时实验过程中还用到控制变量法，控制水和煤油的质量和初温相等。
(3)实验时调整两个酒精灯的灯芯，使两灯的火焰基本相同，目的是保证相同加热时间内两种液体吸收的热量相同。
(4)进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性，不是减小实验误差。
知识点2　比热容
1．物理学规定：比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比。比热容用符号c表示。
2．国际单位：J/(kg·℃)。
3．比热容是物质的一种特性
(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。对于这一物理量可以从两个方面去理解：
物质的吸热本领 物质的温度 改变的难易程度
具体 说明 比热容大表示吸热本领大 比热容大表示温度难改变
比热容小表示吸热本领小 比热容小表示温度容易改变
解释 相等质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量越多；比热容越小，吸收的热量越少 相等质量的不同物质吸收相等的热量，比热容越大，温度升高得越少；比热容越小，温度升高得越多
应用 汽车的发动机用水做冷却剂 沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大
(2)比热容只决定于物质本身，反映了物质吸热(或放热)的本领大小，与物质的质量、吸收或放出热量的多少、温度的高低、形状、位置等都没有关系。但是，物质的比热容与物质的状态有关。如水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，而冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。
(3)在其他条件相同时，质量相同的同种物质，温度升高1 ℃所吸收的热量，与温度降低1 ℃所放出的热量是相同的。
说明
(1)由于每一种物质都有自己的比热容，所以利用物质的这种特性可以鉴别物质。
(2)比热容的大小还反映了物质温度改变的难易程度。质量相同的两种物质制成的两个物体，吸收(或放出)相同的热量时，比热容大的物质制成的物体温度改变要小一些。可见，物质的比热容越大，用其制成的物体的温度越不容易改变。
第2课时　热量的计算
知识点1　有关水的比热容的应用
1．冬天，北方地区用水作为暖气设备的工作介质，汽车发动机用水作为冷却剂都是因为水的比热容较大。
　
2．因为水的比热容较大，所以沙漠地区的昼夜温差较大，沿海地区的昼夜温差较小。
知识点2　热量的计算
1．吸热公式：Q吸＝cm(t2－t1)，其中c表示物质的比热容，m表示物质的质量，t1表示物质的初温，t2表示吸热后的末温，“t2－t1”表示升高的温度，有时用Δt表示，此时吸热公式可写成Q吸＝cmΔt。
2．放热公式：Q放＝cm(t1－t2)，其中c、m、t1的含义不变，t2表示放热后的末温，“t1－t2”表示降低的温度，有时用Δt表示，此时放热公式可写成Q放＝cmΔt。
3．热量计算的一般式：Q＝cmΔt，Δt表示温度的变化量，可见，物质吸收或放出热量的多少由物质的质量、物质的比热容和物质的温度的变化量这三个量决定，跟物质的温度的高低无关。
说明
(1)推导式c＝只能用来计算物质的比热容，不能简单地认为物质的比热容c与Q成正比、与m和Δt成反比，因为比热容是物质本身的一种特征，与物质吸热或放热的多少、质量的大小及温度变化情况无关。
(2)在利用热量计算公式进行计算时，需要注意以下四点：①正确理解公式中各物理量的物理意义。②同一公式中各物理量的单位要统一。③公式适用于物态不发生变化时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算。如果吸放热过程中存在着物态变化，则不能使用这几个公式。例如，冰熔化为水的过程中需吸热，此时冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化，但需要从外界吸收热量。④注意文字叙述中“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的是温度的改变量，而“升高到”“降低到”对应的是物体的末温。

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