资源简介

第十二章
苏科版2025
机械能和内能
第3节 物质的比热容
学习目标
温故知新
当堂检测
比热容表
活动12.5 观察不同物质吸热升温现象
比热容
热量的计算
实践与练习
苏科版2025
1.通过实验探究，建立比热容的概念。
2.了解比热容是反映物质吸、放热本领的物理量。
3.学会查比热容表，了解一些常见物质的比热容，尝试用比热容解释简单的自然现象。
4.会进行物体吸、放热的简单计算。
1.炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3~5 ℃，这就是热岛效应，形成热岛效应的原因：一是工厂、交通工具排放大量的废气，释放出许多 ；二是城市大量的钢筋混凝土建筑物、马路中的砂石，绿地和水面积相对较少；三是群楼林立，难以形成对流等。人们可以通过_______________
等措施，减弱热岛效应。
增大城区的绿地、
热量
水体面积，多植树
2.如图所示是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线，根据生活经验，你认为 曲线反映的是沿海城市温度变化情况，你认为引起两地温度变化情况不同的原因可能是什么？
。
A
沿海地区靠近大海，水比较多，内陆砂石多，水面积覆盖较少
3.夏天，当我们在海边玩耍时，白天感觉到沙子 ，海水 ；傍晚时，感觉到沙子 ，海水 。(均选填“热”或“凉”)
热
凉
热
凉
活动
结合“温故知新”内容，交流讨论，引起温度变化不同的原因是什么？如何设计实验进行探究。
12.5
观察不同物质吸热升温现象
5min
倒计时
自学时间
一、活动12.5　观察不同物质吸热升温的现象
12.5
观察不同物质吸热升温现象
沙子和水吸收相同热量时，升高的温度不相同，沙子升温比水 (选填“快”或“慢”)。
猜想
实验探究
(2)材料及器材：沙子、水、 、 、 。
(1)设计思路：
通过对水和沙子加热，比较沙子和水升温的快慢。
快
红外线灯
红外线成像仪
秒表
12.5
观察不同物质吸热升温现象
方法一　在加热到 的情况下，测量所需要的加热 。物体升高相同的温度，所需的加热时间越长，表明该物质升温 ，需要吸收____的热量。
方法二　在加热 相同的情况下，测量 高低。加热时间相同的情况下，物体温度升高得越高，表明物体升温 ，表明该物体吸热本领较 。
(3)探究方法：
相同温度
时间
较慢
更多
时间
温度的变化
快
小
(4)探究过程
a. 将适量相同质量的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用温度计测出 ，即为此时沙子和水的温度；
b. 用红外线灯 照射两个瓷盘相同时间后，再用红外热成像仪测出沙子和水的温度；
c. 增加沙子和水的质量，重复上述实验过程；
d. 根据数据记录结果，比较相同时间内，沙子和水吸热升温情况。
12.5
观察不同物质吸热升温现象
点击播放
室温
均匀
12.5
观察不同物质吸热升温现象
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
质量m/g
初温t0/℃
末温t/℃
加热时间T/min
沙子
50
25
72.5
10
水
50
25
38.3
10
沙子
80
25
69.2
10
水
80
25
37.0
10
实验记录表格
思考：
12.5
观察不同物质吸热升温现象
(2)实验过程中，要保证沙子和水的质量要相同，此处采用控制变量的物理研究方法。你认为，实验过程中除了保证沙子和水的质量相同外，还应控制哪些因素？相同的容器、沙子和水表面积相同、沙子和水距离红外线灯距离相同 、红外测温仪测量物体温度时距离也要相同等；
(1)上述探究过程是采用方法 的探究方法；
二
控制变量
相同的容器
沙子和水表面积相同
红外测温仪测量物体温度时距离也要相同
沙子和水
距离红外线灯距离相同
12.5
观察不同物质吸热升温现象
①50g沙子10分钟升温 ℃，平均速度为 ℃/min，50g水10分钟升温 ℃，平均速度为 ℃/min；80g沙子10分钟升温 ℃，平均速度为 ℃/min，80g水10分钟升温 ℃，平均速度为 ℃/min。表明相同质量的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温 ；
(3)根据测量记录的数据，讨论分析
+47.5
4.75
+13.3
1.33
+44.2
4.42
+12.0
1.20
快
12.5
观察不同物质吸热升温现象
②由此推理，若采用方法一进行实验，沙子和水升高相同的温度，水(沙子/水)的加热时间更长，即吸收的热量更多。
③如下表所示，某小组详细记录了沙子和水10分钟内温度上升的情况，请绘制不同质量沙子和水的温度-时间图像，并分析比较沙子和水的温度变化特点。
水
(3)根据测量记录的数据，讨论分析
12.5
观察不同物质吸热升温现象
{BC89EF96-8CEA-46FF-86C4-4CE0E7609802}时间/
(min:s)
50沙子/℃
50g水/℃
?
时间/
(min:s)
80g沙子/℃
80g水/℃
0:00
25.0
25.0
0:00
25.0
25.0
0:15
28.4
25.4
0:15
27.8
25.5
0:30
32.1
26.3
0:30
30.9
26.0
1:00
38.5
27.4
1:00
36.3
27.0
2:00
49.2
29.5
2:00
45.7
28.8
3:00
56.8
31.2
3:00
52.4
30.3
5:00
64.3
34.0
5:00
60.1
32.9
7:00
68.9
36.1
7:00
65.0
34.8
10:00
72.5
38.3
10:00
69.2
37.0
12.5
观察不同物质吸热升温现象
a. 请根据要求绘制沙子和水的温度-时间图像。
12.5
观察不同物质吸热升温现象
b. 由图像可知， 曲线陡峭， 曲线平缓，表明相同质量的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温快；
沙子
水
相同质量的沙子
和水，加热相同的时间，沙子比水升温快
12.5
观察不同物质吸热升温现象
c. 由图像可以发现， g水的曲线始终低于 g水的曲线。表明升
。
80
50
升高相同的温度，质量越大，需要吸收的热量越多
12.5
观察不同物质吸热升温现象
d. 由图像可以发现，相同质量的沙子和水，升高相同的温度，水(沙子/水)需要吸收更多的热量。
水
自学教材，P42-43页，了解比热容的相关的物理概念。
二、比热容
5min
倒计时
自学时间
1. 定义：物体温度升高时吸收的热量与它的 的乘积之比，叫作比热容。
2. 公式：
c=??????????????
?
3. 单位：
焦/(千克·摄氏度)，符号： 。
质量和升高温度
J(kg?℃)
?
1.比热容是物质的一种物理 。研究表明，对于同种物质，????????Δ????相等，对于不同物质一般不相等；与物质的 、 、 、
无关；
2.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的 ；
3.比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量。质量相同的不同物质，吸收相同的热量时，比热容大的物质温度变化 ，比热容小的物质温度变化 。
?
质量
属性
温度
温度变化高低
吸热多少
热量
较小
较大
理解
比热容表
自学教材P43-44页，完成以下内容。
5min
倒计时
自学时间
观察教材P43比热容表，回答下列问题
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A} 物质
比热容/[J·(kg·℃)-1]

物质
比热容/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
铝
0.88×103
酒精
2.4×103
干泥土
0.84×103
煤油、冰
2.1×103
铁、钢
0.46×103
蓖麻油
1.8×103
铜
0.39×103
沙石
0.92×103
水银
0.14×103
一些物质的比热容
(1)从表格可以看出 的比热容最大，其比热容值为 ；它表示的物理意义是 ；
(2)比热容的大小不仅与物质的种类有关，还与物质的 有关；
(3)不同物质比热容 (选填“一定不同”或“可能相同”)。
1千克的水温度升高1摄氏度需要吸收4.2×103 J的热量
水
状态
可能相同
4.2×103 J/(kg·℃)
练习
1
2
3
答案　在阳光照射下，相同质量的沙子和水吸收的热量基本相同，而沙子的比热容比水的比热容小，沙子上升的温度要比海水高 ，所以沙滩上的沙子烫脚，而海水却非常凉爽。
学以致用
1.烈日炎炎的夏季，白天走在沙滩上，会发现沙滩很烫脚而海水却比较凉爽，请解释为什么？
答案　因为沙子的比热容较小，白天吸收热量后，沙子的温度升高得较高；晚上，放出热量后，沙子温度下降得也较多，于是该地区的气温昼夜温差较大，产生了“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象。
2.“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”反映了我国新疆地区气候变化的特点，请你简要回答产生这种气候的原因。
1
2
3
3.目前城市中大都修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调节其周围环境的气温。 这是由于水的　　　 大，在同样受热或冷却时，温度变化较　　。请你再举出日常生活、 生产中应用水这种特性的实例
　　　　 　　　、　　　 　　　　　 等 。?
比热容
汽车发动机用水冷却
冬季供暖用水做散热剂
小
1
2
3
三、热量的计算
c＝????????Δ????、m＝????????Δ????、Δt＝????????????
?
1. 热量计算公式
(1)吸(放)热公式：
(2)若温度的变化量用Δt表示，那么吸放热公式可统一表示为：
2. 变形公式：
练习
Q吸＝cm(t－????0)、Q放＝cm(????0－t)
?
Q＝cmΔt
认真学习教材例题，然后完成下面的练习。
1.某品牌养生壶的容积为1 L，壶内装满水，由初温为25 ℃加热至100 ℃，计算水吸收的热量是多少？[ρ＝1×103 kg/m3，c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：水的质量m＝ρV＝1×103 kg/m3×0.001 m3＝1 kg
水吸收的热量Q＝cm(t－????0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－25 ℃)＝3.15×105 J
?
1
2
2.质量为10 kg，温度为20 ℃的水，吸收1.26×106 J的热量后，温度将升高到多少摄氏度？[ c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：Δt＝????????????＝1.26×106J4.2×103J/(kg·℃)×10?kg＝30 ℃
温度将升高到20 ℃＋30 ℃＝50 ℃
?
1
2
如图所示，拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却。你能说说用水冷却的优点吗？
答：采用循环流动的水进行冷却，质量相同的液体，水的比热容较大，升高1°℃，吸收的热量比较多，吸热能力强。
5/1
1.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，它的比热容就越大
C.当吸收或放出相同热量时，比热容较大的物质温度变化也大
D.比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关
D
5/2
2.(2025·荆州二模)某实验小组利用酒精灯对碎冰块均匀加热，如图甲所示，他们每隔相同时间记录一次温度计的示数，绘制的温度－时间图像如图乙所示，已知碎冰块质量为0.5 kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，不考虑热量损失，下列说法正确的是(　　)
A.冰是非晶体
B.冰的比热容比水大
C.水在升温过程中吸收热量是2.1×104 J
D.冰在熔化过程中吸收的热量是1.68×105 J
D
解析　由图乙可知，冰在熔化过程中有固定的温度，即有熔点，所以冰是晶体，故A错误；
由图乙可知，AB段为固态的冰，CD段为液态的水。等质量的水和冰，升高相同的温度，水需要的加热时间更长，可知水吸收的热量更多，所以水的比热容比冰大，故B错误；
由图乙可知，水在升温过程中升高的温度为Δt＝20 ℃，吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃＝4.2×104 J
故C错误；
水升温所用时间为55 min－45 min＝10 min
冰熔化的时间为45 min－5 min＝40 min
冰熔化的时间是水升温所用时间的4倍，由于是相同的加热方式，所以熔化过程中吸收的热量是水升温时吸收热量的4倍，即Q＝4Q吸＝4×4.2×104 J
＝1.68×105 J
故D正确。
5/3
3.糖炒栗子是人们钟爱的一道传统美食，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比热容　　(选填“大”或“小”)，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　　(选填“多”或“少”)。?
小
多
解析　比热容表示物质的吸热能力，砂石的比热容小，根据Q＝cmΔt可知，相同质量的砂石与其他物质相比较，吸收相同的热量，温度升高得更多，因此，将砂石与栗子混合在一起翻炒，可以让栗子快速、均匀受热。
5/4
4.太阳能热水器内盛有100 kg温度为20 ℃的水，经阳光照射一天后，水温升高了50 ℃，热水器中的水吸收了　　　　 J的热量，用去一部分水，热水器中水的比热容将　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。[c＝4.2×103 J/(kg·℃)]?
2.1×107
不变
解析　热水器中的水吸收的热量为
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃＝2.1×107 J
比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物体的质量和物体吸收热量的多少无关，因此用去一部分水，热水器中水的比热容将不变。
5/5-1
5.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200 g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，不计热量散失，回答下列问题：
(1) 图表示水的温度随加热时间变化的图像；升高相同的温度，____
(选填“沙子”或“水”)吸收的热量多。?
b
水
解析　由于沙子的比热容小，在沙子和水的质量相同、吸热也相同时，由c＝????吸????Δ????可知，沙子升高的温度多，即沙子升温更快，所以结合图像可知，沙子吸热升温是图像中的图a，则水吸热升温是图像中的图b。
由于沙子的比热容小，由Q＝cmΔt可知，相同质量的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量更多。
?
5/5-2
(2)加热满2 min时，水吸收的热量为　　　　　。?
4.2×104 J
解析　由b图像可知，加热满2 min时，水的温度从20 ℃上升到70 ℃，则加热满2 min时水吸收的热量
Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×104 J
(3)沙子的比热容为　　　　　 。?
0.91×103 J/(kg·℃)
5/5-3
解析　用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，则相同时间内水和沙子吸收的热量相同，所以在2分钟的时间内
Q沙吸＝Q水吸＝4.2×104 J
由a图像可知，加热满2 min时，沙子的温度从20 ℃上升到250 ℃，则
Δt沙＝250 ℃－20 ℃＝230 ℃
m沙＝200 g＝0.2 kg
由Q吸＝cmΔt可得沙子的比热容
c沙＝????沙吸????沙Δ????沙＝4.2×104J0.2?kg×230?℃≈0.91×103 J/kg·?℃
?
物质的比
热
容
比较不同物质
吸热的情况
实验方法
转换法
控制变量法
实验结论：
不同物质的吸热本领是不同的
比热容
????
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。
单位：
J/(kg·K)、 J/(kg·℃)
定义式：
????=????吸????△????→
?
Q=cm△t
水的比热容： c水= 4.2 ×? ? ? ?J/(kg ·℃)
应用
暖气中的循环物质是水
汽车发动机冷却物质是水
农业上可保护秧苗不致冻坏
对气候的影响：
沿海昼夜温差小，内陆昼夜温差大
热量
不同物质的吸热本领是不同的
课堂小结
是过程量，不是状态量
谢谢

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