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第十三章 内能
第1节 热量 比热容
1.认识热量，理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比较不同物质的吸热情况实验，体会控制变量法的作用，了解转换法的应用。
3.会用比热容解释有关现象，感受物理知识与生产生活的密切联系。
4.会进行简单的吸热、放热计算。
在学习物态变化时，我们经常说物体吸热或放热。例如在烧水（如图）的时候，水会吸热，我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢？
知识点一：热量
1.热传递：是指热量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
加热水的过程就是热传递的过程
2.热量：在热传递过程中，传递的热的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。
1g水温度升高1℃时吸收的热量约4.2J
烧水时，水吸收的热量的多少跟哪些因素有关？有怎样的关系？请用你的生活经验来支持你的观点。
①物体吸收（放出）的热量与物质的质量有关。
②物体吸收（放出）的热量与物质的温度变化有关。
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多。
将一壶水烧开（沸腾）与加热成温水需要的热量多。
对于同种物体来说，质量越大、升高温度越高吸收的热就越多。那对于不同物质，质量相等，升高相同的温度，吸收的热量相同吗？
比较不同物质吸收热量的情况
如图所示，利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度。电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可以认为液体每秒吸收的热量相同。比较水和食用油，哪个吸收的热量多？
控制变量法
如何知道哪种物质吸热比较多？
升高相同的温度，比较加热时间
转换法
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t0/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 100 19 50 31 1min34s
食用油 100 19 50 31 1min5.6s
实验表明：质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多。
保证加热相同时间，物质吸收的热量相同。电加热器加热时稳定，而酒精灯会受到火焰大小的影响，不能保证在相同时间内放热相同。
还可以通过比较加热相同时间升高的温度。实验步骤与前面实验类似，记录数据不同，也要采用控制变量法。
实验中，为何采用相同规格的电加热器和烧杯？为什么用加热器加热而不用酒精灯加热？
还可以采用什么方法来比较物质吸热能力？
不同物质在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，即不同物质的吸热能力不同。
怎样表示物质的这种特性
比热容
知识点二：比热容
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，叫做这种物质的比热容。
2.符号：c
3.单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg·℃）。
4.定义式：c=
说明：1kg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，数值上都等于它的比热容。
一些物质的比热容
物质 比热容 c/[J/（kg·℃）] 物质 比热容
c/[J/（kg·℃）]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 约2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油 约1.97×103 水银 0.14×103
沙子 约0.92×103 铅 0.13×103
比热容是反应物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般不同。
为什么在同样的太阳照射下，沙子和海水的温度变化如此不同呢？
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，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢；因此白天海水温度低，沙子温度高。
水比热容大的应用
水比热容大的应用
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，用水做冷却剂或取暖效果好。
如图人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是为什么？
水比热容大的应用
水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，夜晚降温时，由于水比热容较大，放出一定热量时，温度降低得少，对秧苗起了保温作用。
如图，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？
（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量多，可以作冷却剂或取暖。
（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气温。
（3）生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。
水比热容大的应用
拓展实验：用传感器比较不同物质的比热容
知识点三：热量的计算
比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和温度升高的度数，就能计算它吸收的热量。
Q吸：物质吸收的热量； Q放：物质放出的热量；
c ：物质的比热容； m ：物体的质量；
t0 ：物体的初温； t ：物体的末温；
Δt： 变化的温度 ，Δt＝t－t0 或 Δt＝t0－t 物体吸收热量计算公式:
物体放出热量计算公式:
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
沙子的比热容约为0.92×103J/（kg·℃），这表示质量是1kg的沙子温度升高1℃时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量约为多少？利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度
质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量
Q=cmΔt
=0.92×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃）
=1.84×104J
利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到
Δt==≈2.2℃
t=t0+Δt=20℃+2.2℃=22.2℃
地球的温室效应
热量 比热容
热量：在热传递过程中，传递的热的多少
热量的计算
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
单位
物理意义
比热容
比热容的应用
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
1.下列说法中正确的是（ ）。
A. 一杯水倒去一半，它的比热容减为原来的一半
B. 吸收热量多的物质，比热容一定大
C. 高温物体放出的热量一定多
D. 质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
D
2.由Q＝cm（t-to），同一种物质的比热容c，列说法正确的是（ ）
A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D．无论质量多大，比热容都一样
D
3.一个钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，在冷却过程中放出6.21×104 J热量，这个钢件的质量为多少g （钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
解：由Q放 = cm(t0-t1)得：
　 =
=0.25kg
=250g
答：这个钢件的质量为250g

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