资源简介 人教版九年级物理 第十三章内能第1节 热量 比热容 (教学设计)【课题】第1节 热量 比热容【学习目标】1.知道热量的概念及单位。2.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。3.通过探究实验掌握控制变量法,了解转换法的应用。4.能用比热容解释简单的自然现象,感受物理和生活的密切关系。5.能根据比热容概念,推导出热量的计算公式。利用热量的计算公式,进行简单的计算。【学习重点】热量的概念和计算、比热容的概念和应用。【学习难点】比热容概念的建立。【教学器材】烧杯2个、2支温度计、食用油、水、两个电加热器、天平、滴管等。第1课时【新课导入】问题:在学习物态变化时,我们常说物体吸热或放热,例如在烧水的时候,水会吸热,我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢 【新课学习】知识点一 热量加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。热量用符号Q表示。热量的单位是焦耳(J),和功、能量的单位相同。知识点二 比较不同物质的吸热能力【提出问题】物质吸收的热量可能哪些因素有关 有哪些事例支持你的猜想 【猜想】(1)物质吸收热量的多少可能与质量有关。支持事例:把水烧开时,水的质量越大,加热的时间越长。(2)物质吸收热量的多少可能与升高的温度有关。支持事例:烧水时,把水烧的温度越高,加热的时间越长。物质吸收热量的多少可能与物质的种类有关。支持事例:加热质量相等的水与油,升高相同的温度,加热的时间不等。【提问】对于不同的物质,例如水和食用油,如果它们的质量相同,升高的温度也相同,它们吸收的热量是否相同 怎样比较不同物质的吸热能力呢 请同学们边讨论边合作设计实验方案。【设计实验】(1)实验方法:该实验用控制变量法、转换法进行探究。①控制变量法:探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时,应该控制两个因素相同,每次实验只能改变其中一个因素。②转换法:因为热量无法直接测量,可以用加热时间长短来反映物质吸收热量的多少。(2)实验器材质量相等的水与食用油、温度计2支、相同的电加热器2个、秒表.【进行实验与收集数据】(1)取质量相等的水与食用油各200g.(2)按照教材图示装置安装器材。观察温度计的示数,记下加热前水和食用油的温度。(3)接通电源,同时对烧杯中的水和食用油加热10min,每隔2min记录一次温度。(4)停止加热,同时读出两只温度计的示数,记下水和食用油的温度。(5)计算出加热过程中水和食用油升高的温度。(6)处理实验数据。【演示】比较不同物质吸收热量的情况(视频)【实验数据记录】加热时间/min 0 2 4 6 8 10水的温度/℃ 20 28 35 42 48 54食用油的温度/℃ 20 29 43 55 66 74【分析与论证】(1)质量相等的水和食用油吸收相同的热量,升高的温度不相同,食用油升高的温度比水的多。推理:质量相等的水与食用油升高相同的温度,吸收的热量不相同,水吸收的热量比食用油的多. 表明水和食用油吸热本领不一样。(2)换用其他物质进行实验,发现在质量相同,升高的温度相同时,不同物质吸收的热量不相同。(3)实验结论:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不相等。【引导学生讨论】(1)用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处:容易控制相同时间内不同物质吸收的热量相同。(2)判断物质吸热能力强弱的两种方法 ::①对质量相同的不同物质加热相同时间,通过比较升高的温度判断物体吸热能力的强弱,温度升高少的物质吸热能力强;②使质量相同的不同物质升高的温度相同,通过比较加热时间长短来判断物质吸热能力的强弱,加热时间长的物质吸热能力强。知识点二 比热容怎样表示不同物质在质量相同、升高温度相同时吸收的热量不同的这种性质上的差别?物质的这种性质,用物理量比热容(c)来表示。一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量(Q吸)与它的质量(m)和升高的温度(t-t0)乘积之比,叫作这种物质的比热容。比热容用符号c 表示。比热容的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃).l kg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。【引导学生阅读常见物质的比热容】常见物质的比热容[J/(kg·℃)]水 4.2×103 色拉油 1.97×103 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【引导学生分析归纳】由表中可发现什么规律 ?①每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同。②同种物质在,物态不同,比热容不同。③水的比热容最大,为4.2×103J/(kg·℃).【水比热容大特性的应用】1. 质量相同的不同物质,当吸收或放出同样的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。比热容大的物质对调节温度有较强的作用。(1)水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候,水的温度变化相对较慢。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。(2)沿海地区气温变化没有内陆、沙漠地区气温变化显著,原因是水的比热容比砂石、泥土的比热容大。2. 质量相同的不同物质,升高(或降低)一定温度,比热容较大的物质吸收(或放出)的热量多。(1)用比热容大的水取暖。(2)用比热容大的水冷却物体。【扩展性实验】 用传感器比较不同物质的比热容(视频)【课堂练习】【例题1】下列事例能说明物质吸收的热量与物质种类有关的是【 】A.质量相等的水,温度升高5℃,它们吸收的热量相等B.质量相等的水和煤油,温度都升高5℃,水吸收的热量比煤油多C.质量相等的水,温度分别升高10℃和5℃,它们吸收的热量不相等D.质量不相等的水,温度都升高10℃,它们吸收的热量不相等【答案】B【解析】物质吸收热量的多少与物质的种类、物质升高的温度及物质的质量有关。要探究物质吸收的热量与物质种类有关,应比较不同的物质在质量、升高的温度相同的情况下吸收热量的关系。【例题2】关于比热容,下列说法中正确的是【 】A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关B.物体的质量越大,它的比热容越大C.密度越大的物体,比热容越大D.比热容是物体自身的性质,与质量、吸(放)热情况无关【答案】D【解析】 比热容是物质本身的一种特性,它的大小与物质的种类和物态有关。而与其形状、质量、温度高低、吸(或放)热多少、放置地点如何无关。比热容与密度也无关。【例题3】图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。(1)两支试管里水和煤油的质量_______(选填“相同”或“不同”);(2)相同时间内,水吸收的热量_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;(3)由图乙可知,________的吸热能力更强。【答案】(1)相同 (2)等于 (3)水【解析】(1)比较不同物质的吸热能力,需要控制不同物质的质量相等,若控制升高的温度相同,通过比较加热时间(吸收的热量)来比较物质的吸热能力,加热时间长的物质吸热能力强;若控制加热时间(吸收的热量)相同,通过比较升高的温度来比较物质的吸热能力,升高温度少的物质吸热能力强。(2)实验中,用相同加热装置对质量相同的不同物质加热相同时间,不同物质吸收的热量相同。(3)由图乙可知,质量相同的水和煤油,加热相同时间,水升高的温度少,水的吸热能力更强。【例题4】以下四种现象中,与水的比热容无关的是【 】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【答案】C【解析】汽车发动机用循环流动的水冷却、生活中用热水取暖,都是利用水的比热容大的特性;滩涂湿地温差小,是因为水的比热容大,一定质量水吸收或放出一定热量温度变化小;夏天洒水降温是因为水蒸发(或汽化)吸热使温度降低。【课时知识总结】热量热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。热量的单位是焦耳(J)。二、比热容①物理意义:用来反映物质吸热能力的物理量。②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,叫这种物质的比热容。③公式:④单位:焦每千克摄氏度【J/(kg·℃)】⑤比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。不同物质的比热容一般不同。同种物质,物态不同,比热容不同。【课后作业】练习与应用: 1、2、3、4、6题第2课时【新课导入】比热容在数值上等于1kg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升高的温度、就能计算它吸收的热量。【新课学习】知识点三 热量的计算想想议议沙子的比热容约为0.92×103 J/( kg ℃),这表示质量是1 kg的沙子温度升高1 ℃时吸收的热量约为0.92×103 J.把质量是2 kg、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2 kg、温度为20 ℃的水加热,水的温度会上升到大约多少摄氏度 由得,物质温度升高吸收的热量Q吸=cm(t-t0).质量为2kg的沙子温度从20℃升高到30℃,吸收的热量约为Q吸 = c m (t-t0) =0.92×103J/(kg·℃)×2kg×(30℃-20℃)=1.84×104J由得,物质吸收热量升高的温度质量2kg、温度为20℃的水吸收1.84×104J的热量,温度会上升到【例题1】质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃,吸收的热量是多少?解:水吸收的热量Q吸 = c m (t-t0) =4.2×103J/(kg·℃) ×10kg ×(65℃-25℃) =1.68 ×106J【例题2】有一根烧红的铁钉,温度是800 ℃,质量是1.5g,它的温度降低到20 ℃,要放出多少热量 钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)解:铁钉温度降低放出的热量Q放 = cm(t0-t)=0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800℃-20℃) = 538.2 J【知识拓展】热传递和热平衡热从温度高的物体传递到温度低的物体上(或热从物体高温部分传到低温部分)的现象叫作热传递。在热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低;低温物体吸收热量,温度升高。若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收,最后两物体达到温度相同,即两物体达到热平衡。热传递过程中,若不计热损失,低温物体吸收的热量等于高温物体放出的热量Q吸 = Q放 .【例题3】质量为100g铁块,放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250g、温度为20 ℃的水中,水的温度最后升高到60 ℃(此过程中不计热损失)则炉子(炉火)的温度为____℃.【c水=4.2×103 J/( kg·℃),c铁=0.46×103 J/( kg·℃),结果保留整数】解:水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103 J/( kg·℃)×0.25 kg×(60 ℃-20 ℃)=4.2×104 J不计热量损失,铁块放出的热量Q放=Q吸=4.2×104 J由Q放=cm(t0-t)得,铁块的初始温度炉火温度等于铁块的初始温度,为t炉火=t0铁=973 ℃【例题6】吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶,已知袋上标有250 mL,为了使这袋牛奶的温度由15 ℃升高到35 ℃,妈妈至少要用100 ℃的热水多少千克?[设该牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃),牛奶的密度为1 g/cm3,不计热量损失]解:由ρ=m/V得,牛奶的质量:m1 =ρV=1 g/cm3×250 cm3=250 g=0.25 kg,牛奶升温时吸收的热量:Q吸=c1m1(t-t01)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(35 ℃-15 ℃)=12 500 J,不计热量损失,热水温度由100 ℃降低到35 ℃放出的热量 Q放=Q吸=12500 J,由Q放=cm(t0-t)得,水的质量【科学 技术 社会 环境】地球的温室效应(视频)【课时知识总结】1.物质温度升高吸收的热量Q吸=cm(t-t0).2.物质温度降低放出的热量Q放=cm(t0-t).3.热传递过程中,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量Q放=Q吸.【课后作业】练习与应用: 5题 展开更多...... 收起↑ 资源预览