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(共27张PPT)
14.2.1 探究物质的比热容
一、提出问题：不同物质的吸热能力相同吗？
在生活中，我们会发现这样的现象：夏天在太阳的照射下，沙滩很快就变得很烫，而海水却比较凉爽；冬天在同样的室内，铁块摸起来比木块更凉。这说明不同物质在吸收或放出相同热量时，温度变化可能不同，即它们的吸热能力存在差异。那么，不同物质的吸热能力究竟有什么规律呢？这就是我们本节课要探究的核心问题。
二、猜想与假设
根据生活经验，我们可以猜想：不同物质的吸热能力不同。质量相同的不同物质，吸收相同的热量时，温度升高的幅度可能不同；或者说，质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量可能不同。
三、制定计划与设计实验
（一）实验目的
探究不同物质（如水和煤油）在质量相同、加热条件相同的情况下，温度升高与吸收热量的关系，比较它们的吸热能力。
（二）实验原理
实验中通过相同的加热器对物质进行加热，在相同时间内，加热器放出的热量相同，因此可以用加热时间来间接反映物质吸收热量的多少（加热时间越长，吸收热量越多）。
控制物质的质量相同、加热条件相同，通过测量不同物质温度升高到相同值时所需的加热时间，或在相同加热时间内不同物质温度升高的度数，来比较它们的吸热能力。
（三）实验器材
两个相同的烧杯、两个相同的电加热器（或酒精灯 + 石棉网）、两支温度计、天平、秒表、水、煤油、搅拌器。
（四）实验变量控制
自变量：物质的种类（水和煤油）。
因变量：温度升高的度数、吸收热量的多少（加热时间）。
控制变量：物质的质量相同、初始温度相同、加热方式相同（加热器相同、加热环境相同）。
四、进行实验与收集证据
（一）实验步骤
用天平分别称取质量相同的水和煤油，倒入两个相同的烧杯中，记录水和煤油的初始温度\(t_0\)。
将两个烧杯分别放在两个相同的加热器上，同时开始加热，并启动秒表计时。
用搅拌器不断搅拌两种液体，使它们受热均匀。
观察温度计的示数变化，当其中一种液体的温度升高到预设值（如\(40℃\)）时，记录两种液体此时的温度\(t_1\)和加热时间\(t\)。
或者，加热相同时间（如 10 分钟）后，同时停止加热，记录两种液体升高后的温度\(t_1\)。
重复实验 2-3 次，取平均值，减小实验误差。
（二）实验数据记录
实验次数
物质种类
质量 /g
初始温度 /℃
末温度 /℃
温度升高值 /℃
加热时间 /min
1
水
1
煤油
2
水
2
煤油
3
水
3
煤油
（三）实验现象
当加热时间相同时，煤油的温度升高得比水快。
当水和煤油升高到相同温度时，水需要的加热时间比煤油长。
五、分析与论证
（一）数据处理
计算每次实验中，水和煤油温度升高的值（\(\Delta t = t_1 - t_0\)）。
比较相同加热时间内，水和煤油温度升高的差异；或比较升高相同温度时，水和煤油所需加热时间的差异。
（二）实验结论
质量相同的水和煤油，吸收相同的热量时（加热时间相同），煤油的温度升高得更快；升高相同的温度时，水需要吸收更多的热量（加热时间更长）。这说明水的吸热能力比煤油强。
由此可以推广：不同物质的吸热能力不同，质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同；吸收相同的热量时，温度升高的度数不同。
六、比热容的概念与物理意义
为了描述物质的吸热能力，物理学中引入了比热容的概念：
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，用符号\(c\)表示。
公式：\(c = \frac{Q}{m\Delta t}\)，其中\(Q\)为物质吸收的热量，\(m\)为物质的质量，\(\Delta t\)为温度的变化量（升高或降低的温度）。
单位：焦耳每千克摄氏度，符号为\(J/(kg·℃)\)。
物理意义：比热容表示单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。例如，水的比热容是\(4.2×10^3 J/(kg·℃)\)，它表示 1kg 的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是\(4.2×10^3 J\)。
比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同；同种物质的比热容与它的质量、温度变化量、吸收或放出的热量无关，但与物质的状态有关（例如，水和冰的比热容不同）。
七、比热容的应用
比热容的特性在生活和生产中有着广泛的应用：
调节气候：水的比热容较大，因此沿海地区昼夜温差较小。白天，海水吸收大量热量但温度升高不多；夜晚，海水放出大量热量但温度降低不多，使沿海地区的气温变化较为平缓。而内陆地区多砂石，砂石的比热容较小，白天升温快，夜晚降温快，昼夜温差较大。
取暖和冷却：热水袋中通常装水，因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度时放出的热量更多，取暖效果更好。汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大，升高相同温度时能吸收更多的热量，冷却效果好。
农业生产：早春时节，农民会向稻田中灌水以防冻害。因为水在凝固时放热，且水的比热容大，能在温度降低时放出较多热量，保护秧苗不被冻伤。
能源利用：在太阳能热水器中，利用水的比热容大的特点，能储存更多的热量，提高热水器的效率。
八、实验注意事项
实验中要保证两种物质的质量严格相同，可用天平准确称量。
加热器要相同，且要同时加热，确保在相同时间内提供的热量相同。
要用搅拌器不断搅拌液体，使液体受热均匀，避免局部温度过高导致测量误差。
读数时要待温度计示数稳定后再读取，且视线要与温度计液柱的上表面相平。
为减小实验误差，应进行多次实验并取平均值。
九、课堂小结
不同物质的吸热能力不同，质量相同的不同物质，吸收相同热量时温度升高的度数不同，升高相同温度时吸收的热量不同。
比热容是描述物质吸热能力的物理量，定义为物质吸收的热量与质量和温度变化量乘积之比，单位是\(J/(kg·℃)\)。
水的比热容较大（\(4.2×10^3 J/(kg·℃)\)），在生活和生产中有着重要的应用，如调节气候、取暖冷却等。
探究物质比热容的实验中，通过控制变量法，用加热时间间接反映吸收热量的多少，比较不同物质的吸热能力。
十、课后练习
下列关于比热容的说法中，正确的是（ ）
A. 物体的比热容与物体吸收的热量有关 B. 物体的比热容与物体的质量有关
C. 物体的比热容与物体的温度有关 D. 物体的比热容是物质的一种特性，与上述因素无关
质量相同的水和煤油，吸收相同的热量后，温度升高较多的是_______，这是因为它的比热容较_______。
为什么汽车发动机用水做冷却剂？请用比热容的知识解释。
某同学在探究不同物质的吸热能力实验中，使用了质量相同的水和沙子，用相同的酒精灯加热，记录的数据如下表所示。请分析数据，得出实验结论。
物质
质量 /g
初始温度 /℃
加热 10min 后温度 /℃
水
50
20
30
沙子
50
20
50
设计一个实验，比较酒精和水的比热容大小（提示：参照本节课的实验方案，控制变量并记录数据）。
2024沪科版物理九年级全册
14.2.1探究物质的比热容
第十四章 内能与热机
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
了解比热容的概念，知道比热容的公式。（重点）
02
通过实验比较不同物质的吸、放热能力。（重点）
01
知道比热容是物质的一种属性。（难点）
03
观察与思考
如图是同一天内，同一纬度的某一沿海地区和某沙漠地区昼夜气温变化情况。同样的日照条件，为什么海边和沙漠的温度变化不一样？
（1）烧开水时，分别烧开半壶冷水、烧开一壶冷水、烧开一壶温水，需要吸收的热量一样多吗？
物质吸收热量的多少与哪些因素有关呢？
（2）将质量相同的铜块和铁块加热，升高相同的温度，需要的热量一样多吗？
质量、温度和物质的种类
一、物质吸热或放热的规律
观察与思考
1.设计实验
将水和煤油放入两个相同的容器，用同样的热源分别对它们加热。
加热的热源要相同，则加热时间相同表示吸收热量相同，加热时间越长吸收热量越多。通过比较加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
一、物质吸热或放热的规律
实验——探究不同物质的吸热能力
实验过程：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。
实验方法：控制变量法。
一、物质吸热或放热的规律
实验——探究不同物质的吸热能力
2.进行实验
大量实验表明：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。
一、物质吸热或放热的规律
实验——探究不同物质的吸热能力
3.实验结论
在如图“比较水和油两种物质吸热的情况”的实验中，以下说法正确的是（ ）
A.选用体积相等的水和食用油进行实验
B.加热的时间相同，食用油的温度变化较慢
C.如果它们升高相同的温度，则水吸收的热量较多
D.通过比较加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫控制变量法
C
一、物质吸热或放热的规律
例题
物理学规定：比热容的大小等于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)的温度的乘积之比。比热容用字母c表示，其常用单位是
J/（kg·℃） 。
2.比热容的计算公式
Q:吸收的热量
m:物体质量
t1:物体初温度
t2:物体末温度
二、物质的比热容
1.比热容的定义
c =
Q
m(t2-t1)
铝的比热容为0.88×103J/（kg·℃），其物理意义是：1kg的铝温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是880J。
二、物质的比热容
3.比热容的物理意义
一些常见物质的比热容[单位：J/（kg·℃）]
水 4.2×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢0.46×103
酒精 2.4×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103 汞 0.14×103
冰 2.1×103 干泥土 约0.84×103 铅 0.13×103
二、物质的比热容
注意：比热容是物质的一种特性，只与物体的种类和状态有关，而与物体的质量、温度的高低、吸热的多少无关。
知识点1
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1. [原创题]小点同学探究水和食用油的吸热能力。
【实验思路】
(1)老师提醒小点同学可以通过比较________(填“质量”或“体积”)相同的水和食用油吸收相同的热量温度的变化情况来反映物体的吸放热能力。
①可以选取相同的电加热器加热__________，来保证物体吸收的热量相同，用到的物理方法是__________；
②测量温度需要用到__________。
质量
比较不同物质的吸热能力
相同时间
转换法
温度计
【实验过程】
(2)如图所示，将水和食用油装入相同的烧杯中，
用电加热器加热，每隔2 min记录一次温度，
实验数据如表所示。
(3)由表中数据可知，
此实验中的水和食用油
吸收相同热量，升高温度
较大的是________；从开始加热到28 ℃时，____吸收的热量较多。
【实验结论】
(4)________的吸热能力更强。
食用油
加热时间/min 0 2 4 6 8
食用油的温度/℃ 20 24 28 32 36
水的温度/℃ 20 22 24 26 28
水
水
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2．下列各种情况中，物质比热容会发生变化的是(　　)
A．一杯水倒掉一半
B．0 ℃的水凝固成冰
C．6 ℃的水变成4 ℃的水
D．将冰块挫成冰球
B
知识点2
比热容
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3．为了反映物质的吸放热本领大小，物理学中引入比热容的概念，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，它所表示的物理意义是_________________________________________________
______________________________。
1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J
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4. [新情境题]2024年6月，嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面月壤。在遥远的月球背面，月球车监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度，说明月面土壤的比热容______(填“较大”或“较小”)。
较小
知识点3
比热容的应用
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5．水的比热容大，在生活和生产中有着重要的应用，下列没有应用到该特点的是(　　)
A．“水地暖”利用水作为介质
B．发现人中暑时，常在其额头上擦冷水降温
C．工厂里的冷却塔常用水作为冷却介质
D．为了缓解城市“热岛效应”修建人工湖
B
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6．[2024·滁州一模改编]下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断错误的是(　　)
A.不同物质的比热容可能相同
B．相同物质在不同状态下的比热容一般不同
C．质量相等的水和煤油放出相等热量，水的温度降低得较少
D．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铜吸收的热量更多
D
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/[J/(kg·℃)] 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
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7．小明在两个相同的烧杯中分别装入质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像(如图所示)，由图像可知(　　)
A．a液体比热容小
B．b液体是水
C．0～3 min内a液体吸收的热量少
D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
D
读图指导：
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8. [跨学科·地理　2025·池州模拟]在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示的风向时，通常(　　)
A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，且海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
D
思路点睛：水的比热容比泥土、砂石的大，白天太阳照射时，海面温度上升得慢，陆地温度上升得快，陆地表面的热空气上升，海面的冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风；晚上情况与之相反。
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9．糖炒栗子是人们钟爱的一道传统美食，如图所示，为了让栗子快速、均匀受热，常将砂石与栗子混合在一起翻炒，这主要是利用了砂石的__________，相同质量的栗子和砂石吸收相同的热量，砂石的温度升高得更______(填“多”或“少”)。
比热容小
多
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10．小点将质量、初温相同的铝、铜、铁三个小球浸没在沸水中煮较长的一段时间后，三个球的温度相同。从沸水中吸热最多的是______球，吸热最少的是________球。(已知c铝>c铁>c铜)
铝
铜
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11．[2025年1月芜湖期末]若相同时间内物质吸收的热量相同，甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图________(填“甲”或“乙”)。这是因为c水＞c冰，所以相同时间内________(填“冰”或“水”)升温更快。
乙
冰
易错点睛：冰熔化前后，加热
时间相同，即吸收热量相同。由于水的比热容大于冰的比热容，由c＝ 可知，冰升温快，水升温慢。
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12. [新考法]将质量相等、底面积相等、高度不等的甲、乙、丙三个金属圆柱体，加热到相同的温度后，同时放到上表面平整的大冰块上，经过一段时间后，大冰块形状不再变化时的情形如图所示。则三个金属圆柱体的比热容大小关系为__________________，内能变化量最大的是________。
c甲>c乙>c丙
甲
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13. [新器材]如图甲所示的是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。
(1)小明选用质量相等的A、B两种液体用图甲所示
的装置进行探究，该探究方案的优点是
__________________________________
________________________(答出一个即可)。
(2)小明根据实验数据作出如图乙所示的图像，分析图像可知，A、B两种液体升高相同温度时，吸收热量之比为________。
控制相同时间内A、B两种液体
吸收的热量相同(合理即可)
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探究物质的比热容
探究方法
转换法
控制变量法
比热容
的理解
定义、符号及单位
比热容是物质的一种特性
物理意义
谢谢观看！

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