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第十章 机械能、内能及其转化
第3节 比热容
1.理解比热容的概念，知道比热容的单位，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.认识物质的导热性。
“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”这是对我国西北沙漠地区夏季日气温变化大的形象写照。相比之下，沿海地区日气温变化则小得多。这是为什么呢?如图所示是夏日海边的情景，海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样?其中蕴含着怎样的物理规律?
知识点一：影响物体吸收或放出热量多少的因素
生活经验：
烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，即烧开一壶水需要吸收的热量较多；将一壶20℃的水加热到100℃比加热到60℃需要的时间长，即加热到100℃需要吸收的热量较多。
同种物质质量不同时，他们升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量是不同的；同种物质质量相同时，升高（或降低）不同的温度吸收（或放出）的热量也是不同的
同步种类的物质，质量相同时，升高（或降低）相同的温度，他们吸收（或放出）的质量相同吗？
实验探究：比较不同物质的吸热情况
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
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
1.定义：一定质量的某种物质，温度升高（或降低）的过程中所吸收（或放出）的热量，与物质的质量和温度变化量乘积的比，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。
知识点二：比热容
常温常压下常见一些物质的比热容
单位J/（kh·K）
{22838BEF-8BB2-4498-84A7-C5851F593DF1}物质
比热容
物质
比热容
物质
比热容
物质
比热容
水
4.2×103
煤油
2.1×103
玻璃
0.84×103
铜
0.39×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
干泥土
0.84×103
水银
0.14×103
冰
2.1×103
铝
0.88×103
钢铁
0.46×103
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？
水比热容大的应用
（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
知识点三：导热性
将一双木筷和一把金属汤匙一起浸在热水中，数秒后，两只手摸到筷子和汤匙的冷热感觉有什么不同？为什么？
汤匙比筷子要烫，可见金属比木材更容易导热。
活动
物质传到热量的性能称为导热性。
导热性是物质的一种属性，不同物质具有不同的导热性。金属的导热性一般比非金属的导热性好，纯金属的导热性通常优于合金材料。
若某些器件在使用中需要大量吸热或放热，往往需要使用导热性好的材料，如我跟北方有些地区冬季供暖用的“暖气片”，要使用金属材料。而用来保温的材料，则需要选择导热性差一些的物质，如泡沫塑料。
强
弱
银
铜
铝
铁
锡
铅
不锈钢
花岗石
拌石水泥
陶瓷
普通玻璃
沥青
水
硬水
如图展示了一些常见物质的导热性能，从下到上导热性能越来越强。
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。
?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 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)
知识点四：热量的计算
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=????????????=1.84×104????4.2×103????/（????????·℃）×2????????≈2.2℃
?
t=t0+Δt=20℃+2.2℃=22.2℃
实验：比较不同物质的吸热情况
定义：一定质量的某种物质，温度升高（或降低）的过程中所吸收（或放出）的热量，与物质的质量和温度变化量乘积的比，叫做这种物质的比热容。
单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg·℃）
定义式：c=?????????????
?
比热容
比热容的应用
导热性
比热容
热量的计算
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：
　 ????=?????????????=6.21×104?J?????.46×103?J/(kg·℃)×(560?℃?20?℃)
=0.25kg
=250g
答：这个钢件的质量为250g

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