资源简介

(共18张PPT)
第二节　物质的比热容
第十四章 内能与热机
第2课时 与比热容相关的热量计算
一、物体的吸热能力：与质量、升高的温度、物质种类有关。
二、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，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
三、比热容反映了物质吸收或放出热量的能力。水的比热容最大，为4.2×103J/(kg·℃)。
复习导入
新课导入
提出问题：
水的比热容物理意义是什么？
知道了物质的比热容相当于知道了什么？
相当于知道了1㎏的这种物质温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量。
如果物体的质量不是1㎏，升高或降低的温度不是1℃，那么物体吸收或放出的热量该怎样计算呢？
一、热量的计算
新知探究
注意
相同质量的同种物质温度降低1℃所放出的热量与温度升高1℃所吸收的热量是相同的。
当物体温度升高时，比热容的计算公式为
当物体温度降低时，比热容的计算公式为
c ：比热容
Q：吸收（或放出）的热量
m：物体质量
t2：物体末温度
t1： 物体 初温度
新知探究
例题*：如图所示，电水壶中装有质量为2kg、温度为20℃的水。通电后将水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
解
由题意得，水的质量m=2kg，水的初温度t1=20℃，水的末温度t2=100℃，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。
由公式Q吸=cm(t2－t1)可计算水吸收的热量为
Q吸= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)
= 6.72×105J。
所以，水吸收的热量为6.72×105J。
新知探究
热平衡
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
（2）热平衡方程：Q吸 = Q放。
热量和热平衡
二、温度变化量或质量的计算
新知探究
（1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt。
（2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。
热量和热平衡问题的计算
新知探究
（3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差。
（4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放。
热量和热平衡问题的计算
新知探究
例题：使20g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103J/(kg·℃)］
解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量
Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J；
由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，
即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量：
新知探究
例题：在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到 ℃。
解析：解答本题的关键是根据热量公式推出 ，且要分清“升高到”与“升高了”的区别。本题“升高到多少”即求水的末温。
根据热量公式Q = cmΔt，得水升高的温度为：
由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃，故水的末温为100℃。
100
三、热量计算中的隐含条件
新知探究
【方法归纳】本题综合考查了吸热公式的应用和液体沸腾的规律，关键要注意液体的温度不可能超过其沸点这个隐含条件。
新知探究
说明：c为物质的比热容，m为物体的质量，t0为初温，t为末温，Δt为温度的变化量。
注意：
(1)运用公式计算时，各物理量的单位要统一。
(2)热传递过程中，若不计热量损失，有Q吸＝Q放。
综合公式
Q=cmΔt
课堂小结
比热容的相关计算：
1．甲、乙两种物质，质量之比是2∶5，比热容之比是3∶2，升高相同的温度，则吸收的热量之比是(　 　)
A．5∶3 B．3∶5
C．15∶4 D．4∶15
B
课堂训练
2．用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为(　 　)
A．5.04×105 J
B．4.2×105 J
C．2.52×105 J
D．条件不足，不能计算
C
课堂训练
课堂训练
3.*小丽用相同的电加热器分别对质量为 0.2kg的水和 0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图14-14所示，则水在16 min 内吸收的热量为 J，另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。
2.52×104
1.4×103
4.有一根烧红的铁钉，质量是20g，温度是900℃，若它的温度降低到400℃，放出的热量是多少？［c＝0.46×103J/（kg·℃) ］
解：铁钉放出的热量
Q ＝c·m·Δt
＝ 0.46×103J/(kg·℃) ×0.02kg×(900℃－400℃)
＝4.6×103J
答：铁钉放出的热量是4.6×103J。
课堂训练
5.若100g水从20℃升温至90℃，要吸收多少热量？一根铁钉的质量约10g，从1 000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
解：水吸收的热量
Q吸 = c水m水Δt
=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃－20℃)
=2.94×104J。
铁钉放出的热量
Q放=c铁m铁Δt
=0.46×103J/(kg·℃) ×0.01kg×(1 000℃－25℃)
=4.485×103J。
课堂训练
6.把100g、80℃的热水跟250g、10℃的冷水相混合，混合后的温度为28℃，求热水放出的热量和冷水吸收的热量？
解：热水放出的热量
Q放 = cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(80℃－28℃)
=2.184×104J
冷水吸收的热量：
Q吸 = cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(28℃－10℃)
=1.89×104J
课堂训练

展开更多......

收起↑