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课题3　比热容
1.建立并了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.能通过实验探究不同物质的吸热能力,体会控制变量的方法在科学探究中的应用。
3.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。
4.能根据比热容进行简单的热量计算。
课前一问
同样的日照条件,为什么海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽
答案:因为水的比热容比沙子的比热容大,吸收相同热量情况下,沙子的温度升高更多。
知识点一　实验:比较不同物质吸热的情况
重点整理
1.方法:根据我们的生活经验已经知道物体吸收热量的多少与它的
　 　和　 　有关,我们要探究吸收热量的多少与物质的种类是否有关,需要控制两种物质的　 　、　 　相同,这种方法叫　 　。
质量
升高的温度
质量
升高的温度
控制变量法
2.器材:你认为要验证你的猜想,需要哪些器材 思考并交流以下几个问题。
(1)需要用到哪些器材测量哪些量
　
(2)热量是看不见摸不着的物理量,你通过什么知道吸热的多少 对此,器材有何要求
　
(3)数据记录表格中的加热时间代表哪个物理量
　
温度计测温度,停表记录时间。
通过比较加热时间来知道吸热的多少,则需要保证加热源相同。
吸收的热量。
3.进行实验:某组同学按照课本组装器材,并进行实验,后将实验数据填入下表中。
烧杯序号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 食用油 200 20 28 4
4 食用油 200 20 24 2
请根据表中的实验记录回答:
(1)比较1、2记录,得出的结论是　 _
　。
(2)比较3、4记录,得出的结论是　 _
　。
(3)比较1、3记录,得出的结论是　 _
　。
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与　 　、
　 　、　 　有关。
同种物质升高相同温度,质量越大,
吸收热量越多
相同质量的同种物质,温度升高得
越多,吸收热量越多
质量相同的不同物质,升高相同的
温度,吸收的热量不同
物体的质量
升高的温度
物质的种类
典型例题
例　如图,教材中为了引入比热容这个物理量做了“探究水和煤油吸热能力”的实验,该实验需要控制一些变量,下列说法不正确的是
(　　)
A.使水和煤油的体积相同
B.使水和煤油升高相同的温度
C.使用相同规格的电加热器
D.使水和煤油的质量相同
A
举一反三
小明用如图甲所示装置比较不同物质吸热升温特点。
甲
乙
(1)在两个相同烧杯中分别加入　 　相同的沙子和水,用相同酒精灯进行加热,使水和沙子的加热方式　 　,从而通过比较　 _
　,就可以比较两种物质吸收热量的多与少。
(2)实验中需用玻璃棒不断搅拌,其目的是:　 　。
(3)小明经过实验,记录数据如下:
质量
相同
加热时
间长短
使沙子和水受热均匀
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
①根据实验数据,在图乙中画出沙子和水温度随时间变化的图象。
答案:如图所示
②分析图象,小明发现:质量相等的沙子和水,其中　 　升温快;它们升高相同温度,　 　吸收的热量多。
沙子
水
知识点二　比热容
重点整理
1.定义:1 kg的某种物质,在温度升高(降低)1 ℃时,吸收(放出)的
　 　,叫做这种物质的比热容。
2.单位:焦每千克摄氏度,符号是　 　。
3.比热容是物质的　 　之一,不同物质的比热容一般　 　,比热容与物质的　 　和　 　有关,与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。
4.水的比热容:c水=　 　。
热量
J/( kg·℃)
特性
不同
种类
状态
4.2×103 J/(kg·℃)
(1)物理意义:1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃,吸收(或放出)的
　 　为4.2×103 J。
(2)水的比热容大的应用:
①制冷剂:如汽车的发动机用循环水来冷却。
②散热剂:如在寒冷的北方让水经过暖器放出较多的热量。
③取暖:热水袋,水的温度降低可以释放较多热量。
④调节气温:如沿海地区昼夜温差不大。
热量
典型例题
例1　水的比热容是　 　。一瓶水用去四分之一,剩下的水的比热容是　 　。
例2　关于比热容,下列说法正确的是(　　)
A.物体的比热容跟温度有关
B.物体的比热容跟它的吸热多少有关
C.物体的比热容跟它的放热多少有关
D.物体的比热容是物体本身的一种特性
4.2×103 J/(kg·℃)
4.2×103 J/(kg·℃)
D
例3　下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是(　　)
A.海边昼夜温差变化比沙漠中小
B.北方楼房内的暖气用水作为介质
C.北方冬天的菜窖内放入一桶水防止蔬菜冻坏
D.生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度
C
举一反三
1.已知c水>c煤油>c干泥土,如果让质量、初温相同的水、煤油、干泥土吸收相同的热量,那么末温最高的是(　　)
A.水 B.煤油
C.干泥土 D.无法判断
2.根据比热容的概念,下列叙述正确的是(　　)
A.20 ℃的水比80 ℃的水的比热容大
B.一杯水的比热容比半杯水的比热容大
C.一杯煤油用去一半,它的比热容变为原来的二分之一
D.玻璃被打成碎片后比热容不变
C
D
3.下列各种措施中,主要不是利用水的比热容大这一特性的是(　　)
A.汽车水箱用水做冷却剂
B.夏天,人们常在室内洒水降温
C.初春培育秧苗时,傍晚往稻田灌水
D.冬天,人们常用热水袋取暖
B
知识点三　热量的计算
重点整理
1.物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定,跟物体温度高低等无关。
公式:物体吸收热量Q吸=　 　,
物体放出热量Q放=　 　。
2.公式只适用于没有　 　变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。比如-3 ℃的冰吸热熔化成1 ℃的水,熔化过程中吸收的热量就不能利用吸热公式。
3.若不考虑热损失,则Q吸=Q放(热平衡方程)。
cm(t-t0)
cm(t0-t)
状态
典型例题
例1　在母亲节这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了 5 kg的水,将装汤的碗放在水中进行冷却。小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的　 　大的特性。过了一会儿,水温由20 ℃升高到25 ℃,水吸收的热量为　 　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),写出计算过程]
比热容
1.05×105
解:水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(25 ℃-20℃)=1.05×105 J。
例2　有一根烧红的铁钉,质量是2 g,放出920 J的热量后,温度降低到20 ℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
例3　有一铜球和铅球,质量之比是2∶3,比热容之比是3∶1;若两球吸收相同的热量后,升高的温度之比为(　　)
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶9 D.9∶2
A
举一反三
质量和初温相同的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后,甲液体的温度高于乙液体的温度,则甲液体的比热容　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。如果乙液体的质量为1 kg,初温为20 ℃,加热一段时间后温度升高到50 ℃,吸收的热量为1.26× 105 J,则乙液体的比热容为　 　。(写出计算过程)
小于
4.2×103 J
基础题
1.冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是(　　)
A.比热容改变,内能和温度不变
B.比热容改变,内能增加,温度不变
C.比热容变大,内能和温度都增加
D.比热容、内能和温度都不变
B
2.中山是珠三角的鱼米之乡,初春时白天夜晚温差大,培育水稻秧苗 时,为了不使秧苗受冻伤,下述做法正确的是(　　)
A.早晨多灌水,傍晚多排水
B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水
D.早晨和傍晚都不要灌水
B
3.小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是(　　)
B
物质 比热容/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铜 0.39×103
A.液体的比热容一定都比固体大
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,煤油的温度变化大
C.同一物质发生物态变化后,比热容不变
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量多
4.两个相同的容器分别装有甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则(　　)
A.若甲、乙两种液体的质量相同,则甲的比热容大于乙的比热容
B.若甲、乙为同种液体,则乙液体的质量较大
C.若甲、乙两种液体的质量相同,加热相同的时间,甲液体吸收的热 量多
D.若甲、乙为同种液体,则液体的温度变化与它们的质量成正比
B
5.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,则它们的比热容关系正确的是(　　)
A.c甲=c丙>c乙
B.c甲>c乙>c丙
C.c甲D.c甲=c乙=c丙
B
6.如图(a)所示,将质量、初温都相等的甲、乙液体放在相同热源上加热相同时间后,两液体吸收的热量　 　,两温度计示数分别如图(b)所示,　 　液体的温度升高得较慢,　 　液体更适合选为保温液体。
相等
乙
乙
7.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),1 kg、20 ℃的水吸收了2.1×105 J的热量后,温度升高到　 　℃。生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的　 　大,所以在相同条件下水能带走较多的　 　,冷却效果好。
8.甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1,质量之比是2∶1,当它们吸收相同的热量,甲物体的温度升高了10 ℃,则乙物体的温度升高了
　 　℃。使质量为1.5 kg、初温为10 ℃的水吸收了6.3×105 J的热量,水温将升高　 ℃。(气压为1标准大气压)
70
比热容
热量
60
90
9.甲、乙两物体质量之比是4∶1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热,假设酒精灯放出的热量都被它们吸收,甲、乙两物体温度随时间变化的图象如图所示,则经过4分钟,甲、乙升高的温度之比是　 　;若甲的比热容是0.4×103 J/(kg·℃),则乙的比热容是
　 　。
1∶2
0.8×103 J/(kg·℃)
10.为了探究水和煤油吸热的情况,小明做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间,记录的数据如下表所示。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
煤油 60 20 70 6
(1)实验中选用相同的电热器对质量相等的水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(2)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)煤油升高的温度;
(3)若水的比热容是c=4.2×103 J/(kg·℃),煤油的比热容为
　 　J/(kg·℃)。
等于
小于
2.1×103
拓展题
1.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。将分别盛有相同质量的水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示的实验图线如图乙所示。由图乙可知:水沸腾时吸热,温度　 　(选填“升高”“不变”或“降低”);加热2 min 水吸收的热量　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量;食用油的比热容为　 　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
不变
等于
2.1×103
2.如图(a)所示,用加热器给初温均为20 ℃的甲、乙两液体加热(m甲< m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度—加热时间的图线如图(b)所示。
(a)
(b)
(1)某时刻温度计示数如图(a)所示,此时乙的温度为　 　℃。
(2)甲液体第30 s的内能　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)第35 s的内能。
(3)小明根据图(b)中0～30 s的图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。
你认为小明的说法是　 　(选填“正确”或“错误”)的。
你的判断依据是:　
　

58
小于
正确
根据c=Q/mΔt,从图线和题目信息可知,两种液体
在前30秒内吸收热量Q相同时,两者升高的温度Δt相等,m甲c甲>c乙。
3.吃早饭的时候,妈妈用热水给小青加热一袋质量为250 g的牛奶。为了使这袋牛奶的温度由10 ℃升高到50 ℃,妈妈用60 ℃的热水给牛奶加热。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.1× 103 J/(kg·℃)。求:
(1)在加热过程中牛奶吸收了多少热量
解:(1)牛奶吸收的热量Q吸=c1m1(t-t1)
=2.1×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(50℃-10℃)=2.1×104 J。
(2)不计热量损失,至少要用多少千克的热水

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