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第十四章 内能与热机
第二节：物质的比热容
物理观念：通过实验了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，记住其定义式和单位；能查阅比热容表，了解常见物质的比热容，知道水的比热容最大；能运用比热容公式进行简单的吸热、放热计算。
科学思维：会进行简单的吸、放热计算;能将比热容与吸收或放出的热量联系起来,并能运用其解释身边的自然现象。能从 “质量相同的不同物质，吸收相同热量时温度变化不同” 的现象，推理出比热容的物理意义。
科学探究：参与 “探究不同物质吸热能力” 的实验，学会控制变量（如质量、加热方式、升高的温度等），观察实验现象并记录数据。
科学态度与责任：通过实验探究培养严谨的科学态度和合作精神，激发对物理现象的探究兴趣。认识比热容知识在生产生活中的应用（如农业防冻、发动机冷却），体会物理与社会的密切联系。
学习目标
大美新疆
导入新课
早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。
实验方案：
质量相等的水和食用油，吸收相等的热量（加热相同的时间），比较温度的变化。
质量相等的水和食用油，使其升高相同的温度，比较吸收热量的多少（加热的时间)。
方案一：
方案二：
一、探究物质吸热或放热规律
比较不同物质吸热的情况
思考与讨论：
用同样的设备，烧开一壶水和烧开半壶水需要的时间一样吗？
用同样的设备，将一壶水烧开和将一壶水烧成温水需要的时间一样吗？
水吸收的热量跟什么有关？
一、探究物质吸热或放热规律
用同样的设备，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，即烧开一壶水比烧开半壶水需要吸收的热量多。
同样，把一壶水加热至沸腾比把它加热成温水需要的时间长，需要吸收的热量多。
可见，水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
思考与讨论：
一、探究物质吸热或放热规律
问题：
1、水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量相同吗？
2、水和食用油，在质量相等、吸收相同的热量时，升高的温度相同吗？
一、探究物质吸热或放热规律
思考与讨论：
一、用同样的设备，烧开一壶水和烧开半壶水需要的时间一样吗？
二、用同样的设备，将一壶水烧开和将一壶水烧成温水需要的时间一样吗？
三、水吸收的热量跟什么有关？
一、探究物质吸热或放热规律
【实验目的】
比较不同物质的吸热能力
【设计实验】
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。
一、探究物质吸热或放热规律
【方法】
1、使用相同的热源，通过比较加热时间的长短，就可以反映物质吸收热量的多少。（转换法）
2、除了使用相同的加热器，还要控制水和食用油的质量相等，烧杯也要相同。（控制变量法）
一、探究物质吸热或放热规律
【实验过程】
1、用天平称出相同质量的水和食用油。
2、观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的初温t0。
3、同时接通两个电加热器的电源，对水和食用油加热。
4、当它们升高到相同的温度t时，停止加热，读出水和食用油到达温度t时需要的加热时间。
5、分析实验数据，并进行交流与讨论。
一、探究物质吸热或放热规律
实验结论：
液体 质量m/g 初温to/℃ 末温 t/℃ 升高温度△t/℃ 加热时间t/min
水 300 21.9 53.5 31.6 2
食用油 300 22.1 108.4 86.3 2
质量一定的水和食用油，吸收相同的热量，水升高的温度比煤油低。
液体 质量m/g 初温to/℃ 末 温 t/℃ 升高温度△t/℃ 加热时间t/s
水 500 21.9 43.5 约22 53
食用油 500 22.1 43.6 约22 32
质量一定的水和食用油，升高相同的温度，水吸收的热量多。
水的吸热能力强。
一、探究物质吸热或放热规律
比较不同物质吸热的情况
【实验结论】
质量相等的水和食用油，升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比食用油吸收热量多。或者，质量相等的水和食用油，吸收相同的热量时，食用油升高的温度高。说明不同物质的吸热能力不同。
问题:如何描述不同物质的吸热能力？
一、探究物质吸热或放热规律
总结：
物体吸收热量的多少，不仅与物体的质量、温度变化有关，还与物质的种类有关。
定义：
定义式：
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 · ℃)，读作：焦每千克摄氏度。
二、物质的比热容
比较不同物质吸热的情况
比热容c
注意单位：
J
kg·℃
J（焦耳）
kg（千克）
℃（摄氏度）
比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。
或J·(kg·℃)-1
二、物质的比热容
2、比热容是物质的一种特性.它的大小与物质的种类、状态有关.与物体的质量、形状、吸放热的多少、温度的高低等无关.利用物质的这种特性可以鉴别物质.
1、水的比热容是C水=4.2x103J/(kg · ℃)。
其物理意义是：质量为1kg 的水，温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量是4.2x103J.
物质 比热容C
J/(kg · ℃)
冰 2.1x103
干泥 0.84x103
钢铁 0.46x103
酒精 2.4x103
铝 0.88x103
煤油 2.1x103
砂石 0.92x103
水 4.2x103
水银 0.14x103
发现什么规律？
3、意义：
（1）比热容的大小反映了物质吸、放热的能力.
（2）比热容的大小还反映了物质改变温度的难易程度.
二、物质的比热容
解释生活现象
判断温度变化
质量和吸收热量相同，比热容大,温度变化小。
1.我国北方楼房中都装有“暖气”系统，用水做输运能量的介质，而汽车发动机等机器在工作时发热很多，也用水来作为冷却剂。为什么？
2.为什么沿海地区昼夜温差较小，而内陆沙漠地区的昼夜温差较大？
判断吸热多少
质量和变化温度相同，比热容大,吸收的热量多.
Q= cmΔt
二、物质的比热容
夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，试分析热岛效应形成原因及其应对措施。
植树造林
修人工湖
二、物质的比热容
1、关于物质的比热容，下列说法中正确的是(　　)
A．比热容是物质的一种属性，只和物质的种类有关　
B．同种物质质量越大比热容就越大　　　　　　
C．因为水的比热容较大所以比较适合作冷却剂　
D．物质的状态发生变化时其比热容一般不变
练一练
C
2、两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是 (　　)
A．比热容大的物质升高温度较小
B．比热容小的物质升高温度较小
C．比热容大的物质升高温度较大
D．升高温度相同，与比热容大小无关
练一练
A
公式的推导：
水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出2kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收的热量吗？
1kg的水，温度升高1 ℃，吸收的热量是4.2×103 J
Q=4.2×103 J
2kg的水，温度升高1 ℃，吸收多少热量？
Q=4.2×103 J×2
2kg的水，温度升高50 ℃，吸收多少热量？
Q=4.2×103 J×2×50
2kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，吸收多少热量？
Q=4.2×103 J×2×(70 -20)
总结：吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
三、相关计算
吸热公式Q吸= cm(t-t0)
放热公式Q放= cm(t0-t )
Q= cmΔt
Q吸：热量，单位：J
C：比热容，单位：J/(kg · ℃)
m：质量，单位：kg
t:末温，t0：初温，单位：℃
热量的计算公式：
Δt：温度变化量（温度差）
统一单位：
注意
升高到t℃
降低到t℃
升高了t℃
降低了t℃
t末温为t℃
温度差Δt=t℃
热平衡方程
达到热平衡时：
Q吸=Q放
两物体发生热传递，没有热损失
三、相关计算
例1、质量为0.3kg的铝锅中放有2kg的水，把它们从20℃加热到80℃。
C铝=0.88×103J/（kg·℃），C水=4.2×103J/（kg·℃）
（1）铝锅需要吸收多少热量；
（2）水需要吸收多少热量；
（3）一共需要吸收多少热量．
解：
（1）铝锅吸收的热量为:
Q铝= c铝m铝(t-t0)=0.88×103J/（kg·℃）×0.3kg×(80℃-20℃)=1.584×103J
（2）水吸收的热量为:
Q水= c水m水(t-t0)=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J
（3）一共吸收的热量为:
Q总=Q铝+Q水=1.584×103J+5.04×105J=5.05584×105J
答：......
三、相关计算
例2：质量均为2kg的砂石和水，它们都吸收了7.36×104J的热量，升高的温度各是多少？C砂=0.92×103J/（kg·℃）
解：
由Q= cmΔt可得：
答：......
你发现什么？
练一练
完成课本44页第5题。
三、相关计算
课堂小结
课堂小结
热量 比热容
比较不同物质的吸热能力
质量相等的水和食用油，升高相同温度时，水吸收的热量多
质量相等的水和食用油，吸收相同的热量时，水升高的温度小
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，叫作这种物质的比热容。
符号：c
公式：（未显示具体公式）
单位：焦耳（J）
下课
Thanks!
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