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第十章 机械能、内能及其转化
第三节 探究——物质的比热容
夏季陆地气温高于海洋
猜想：不同种类的物质，吸收热量的本领可能不同。
中午海边沙子烫、海水凉
1．烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
物体吸收热量的多少与哪些因素有关呢？
2．将一壶水烧开与烧成温水吸收的热量一样多吗？
质量和升高的温度
比较不同物质的吸热情况
是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量就相等呢？
物体吸收热量的多少还可能和什么因素有关？
物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关。
猜想与假设
比什么？拿谁比？怎么比？
怎么知道哪种物质吸收热量多？
要记录哪些数据？
设计实验
实验装置：
使用完全相同的加热器，就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同
实验方案一：用相同质量的两种物质（如食用油和水），让它们升高相同的温度，比较加热时间。
数据记录表格（方案一）
物质的种类 水 食用油或（沙子） 升高的温度（℃）
加热的时间（min）
进行实验
等质量的水和食用油，升高相同温度，水比食用油吸收热量多（水需要的加热时间更长）。
由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
分析现象：
实验方案二：用相同质量的两种物质，给它们加热相同时间，比较温度升高的多少（实验装置上图同样适用）。
数据记录表格（方案二）
物质的种类 水 食用油或（沙子） 加热的时间（min）
升高的温度（℃）
等质量的水和食用油，吸收相同的热量（加热相同的时间），水温度变化小，食用油温度变化大。
由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
分析现象：
演示：探究不同物质吸热能力
知识点1 探究不同物质的吸、放热能力
探究归纳
质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同；（质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同）。实验表明，不同种类的物质吸热的本领不同。
比热容
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.
焦/千克摄氏度
J /（kg·℃）
单位：
符号：
c
公式：
物理意义：1kg的水升高1℃吸收热量为4.2×103J
比热容仅与物质的种类和状态有关。跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置、是否吸热等无关。
知识点4 水的比热容大的应用
应用比热容知识解释现象
（1）发动机用水冷却
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。
知识点4 水的比热容大的应用
应用比热容知识解释现象
（2）冬季暖气用水做取暖介质
水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时， 放出的热量多，用热水取暖效果好。
知识点4 水的比热容大的应用
应用比热容知识解释现象
海滨24℃－28℃
沙漠0℃－42℃
同一天，相同纬度的沿海地区的昼夜温差比沙漠地区的小。
由于海水的比热容大，沙石比热容小，海水与沙石比较，吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小， 白天在受太阳照射条件相同时， 海水的温度变化要小些， 沿海地区比内陆地区温升慢， 夜晚放热， 沿海地区温度降低也少。
知识点4 水的比热容大的应用
（1）钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？
种草种树，增加水蒸气蒸腾
修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。
3．利用比热容的知识解释一些现象
物质传导热量的性能称为导热性
定 义
导热性是物质的一种属性。
导热性
特 性
常见物质的导热性
应用
1.若需要大量吸热或放热，需要使用导热性好的材料，如冬季供暖用的“暖气片”，要使用金属材料；
2.用来保温的材料，需要选择导热性差一些的物质，如泡沫塑料。
1、吸热公式：
Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cmΔt
2、放热公式：
Q放=cm(t0-t)或Q放=cmΔt
公式中各物理量的含义
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：物体原来的温度（初温） t：物体后来的温度（末温）
Δt： 变化的温度
知识回顾
3. 各物理量的单位必须统一为国际单位制单位：
Q→J、C →J/(kg·℃）、m →kg、Δt → ℃ 。
4. 审题时要注意“温度升高到····”和“温度升高了····”的区别。
“温度升高到”是指物体的末温，“升高了”是指物体温度的变化量。
随堂练习
A B D
1.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ）
（多选）
　　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
关于比热容，下面几种认识对不对？
A．1 kg砂石，温度升高1 ℃，大概要吸收920 J的热量
B．液体的比热容都比固体大
C．同一种物质，比热容是相同的
D．比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质
4. 为比较两种液体的吸热能力，小军用图中两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如下表：
（1）实验中，用_____________间接反映液体吸收热量的多少。
（2）通过分析表中数据可知，________(填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强。物理学上用____________这个物理量来描述物质的吸热能力。
液体1
比热容
加热时间
随堂练习
B
2.将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁A．铁块和铝块吸收的热量一样多
B．铝块比铁块吸收的热量多
C．铁块比铝块吸收的热量多
D．条件不足，无法确定
1．水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸收 J的热量。如果将水倒掉一半，它的比热容将为 J／(kg·℃) 。
8.4×105
4.2×103
练 习
要把2kg的水从20℃加热到100℃，至少需供给多少热量？
已知：c=4.2×103J/（kg·℃），m=2kg， t0=20℃，t=100℃。
求：Q吸。
解：Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×105J。
答：至少需要供给6.72×105J的热量。
例题
①有完整的解和答
②有原始公式
③代入完整的数据（包括数字和单位）
④结果不能用分数表示
2．水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），初温为30℃、质量为20g的水吸收4.2×105J的热量后温度将升高到多少℃？
一起来找茬
③（J/kg ℃）
⑤0.5℃
⑦答：温度将升高到30.5℃。
③J/(kg ℃)
④×0.02kg
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 已知铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
已知：
m=1.5g
t初=800℃
思考
t末=20℃
c =0.46×103J/(kg·℃)
=1.5×10-3kg
求：铁钉放出的热量
Q放
=0.46×103J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800℃-20℃)
=538.2 J
答：铁钉放出538.2J的热量。
解：
Q放 =cm△t
2．水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到多少℃？
解：由Q吸＝cm△t 可知水吸热后升高的温度：
△t＝ ＝ ＝25℃，
由△t＝（t﹣t0）得水的末温：
t＝△t+t0＝25℃+30℃＝55℃。
Q吸
cm
2.1×105J
4.2×103J/(kg·℃)×2kg
注意：升高的温度△t和升高到的温度t有区别
例 题
如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图像如图所示，下列说法正确的是（ 　　）
A．加热t1时间，甲吸收热量多
B．甲的比热容大
C．甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多
D．吸收相同的热量，甲升温比乙多
D
C
如图是用相同的加热装置对a、b两种物质加热时（不计热量损失），它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是（　　）
A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变
B．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多
C．若a、b质量相等，则a的比热容小于b的比热容
D．若a、b是同种物质，则a的质量大于b的质量
练一练
1.一个钢件，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：
练习一下：（10分）
1分
-------------2分
-------------3分
-------------2分
-------------2分
-------------1分
4．小刚在家拿一个金属球玩耍时，突然想知道这是什么金属。现已测出该金属球的质量为100g，当它温度升高了50℃时需吸收2.3×103J的热量，你能否帮小刚得出这种金属的比热容是多少？通过查表可知是哪种金属？
解：由Q＝cm△t得金属的比热容：
c＝ ＝ ＝0.46×103J/（kg ℃）
根据表格可查出与铁的比热容相同，可能是铁。
Q吸
m△t
2.3×103J
0.1kg×50℃
随堂练习
3.甲、乙两种物质，质量之比为4∶1，吸收热量之比为3∶1，升高的温度之比为3∶4，则甲、乙两种物质的比热容之比为（ ）
A. 2∶1 B. 3 ∶1 C. 2∶3 D. 1∶1
D

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