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人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十三章 内能
专题01 热量 比热容
物理观念：理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。知道水的比热容大这一特点在生活中的一些应用。能计算有关物质的比热容、温度变化或吸放热等简单问题。
科学思维：会查比热容表，能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。会运用控制变量法结合转换法进行探究物理问题。
科学探究: 探究物质吸热能力与哪些因素有关，会设计和进行实验，能积极与他人交流探究结论，并能对数据进行初步评价。
科学态度与责任：体验物理知识应用于生活的愉悦感,树立学好知识服务社会的信心和志向。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
1. 知道热量的概念和单位。
2. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
5. 会进行简单的吸、放热计算。
本节课重点难点
重点：1. 比热容的概念和应用。2. 热量的计算。
难点：比热容概念的建立。
阅读教材，自主学习知识点，完成以下问题：
知识点一、热量
1. 在热传递过程中，传递的热的多少叫做热量。单位是焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
2. 相同质量的水和食用油，当升高相同的温度时，吸收的热量不相同。
3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法：
①升高相同的温度时，通过比较加热时间长短来判断物体的吸热能力；
②加热时间相同时，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力。
4.比较不同物质吸收热量的情况实验模型（需要重点学习，积极参与实验过程，反复推敲）
不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢
【设计实验】
（1）实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。
（2）需要测量的物理量
①用天平分别测出质量都是m的水和食用油；
②用温度计测水和食用油的初温t0、末温t；
③用停表记录加热时间t。
（3）实验方法：该实验用控制变量法、转换法进行探究。
①控制变量法：探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时，应该控制两个量不变，每次实验只能改变一个量。
②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
【进行实验与收集数据】
（1）取质量相等的水与食用油各200g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录表格。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间
水 200 20 42 22 相等
食用油 200 20 55 35 相等
【分析与论证】
（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相等，食用油升高的温度比水的多。
推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量不相等，水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。
（2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。
【实验结论】
质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量不相等。
【完成以下讨论】
（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。
（2）用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处：
首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。
（3）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱（选填“强”或“弱”）；
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强（选填“强”或“弱”）。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（4）该实验常用的两种装置
甲 乙
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
知识点二、比热容
1.不同种类物质的吸热能力一般不同，物理学中用 比热容 来描述物质的吸热能力。
2.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。
比热容符号是c ，定义式为：c=Q/mΔt
3.比热容的单位：J/(kg·℃) ,读作焦耳每千克摄氏度。
4.物理意义：比热容是物质本身的一种特性，与物体吸收（放出）热量的多少、质量（体积）、温度变化量无关.水的比热容为C水= 4.2×103 J/(kg·℃) ，表示的物理意义是 1千克的水温度升高1摄氏度，吸收的热量是 4.2×103 焦。 或者说1千克的水温度降低1摄氏度，放出的热量是 4.2×103 焦。
知识点三、热量的计算
物体吸收或放出的热量与物体的质量（m）、升高或降低的温度（⊿t）、物质的种类有关（c）。
1. 物体温度升高吸收的热量公式为：Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t
（1）公式中Q吸是吸收的热量，单位是J；
（2）c 是物体比热（容），单位是：J/(kg·℃)；
（3）m是质量,单位是kg；
（4）t0是初始的温度；
（5）t 是后来的温度。
（6）⊿t是物体升高了的温度。
2. 物体温度降低放出的热量公式为：Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
（1）公式中Q放是放出的热量，单位是J；
（2）c 是物体比热容，单位是：J/(kg·℃)；
（3）m是质量，单位是kg；
（4）t0是初始温度；
（5）t 是后来的温度。
（6）⊿t是降低了的温度。
3. 热平衡（拓展知识）
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
（2）热平衡方程：Q吸= Q放
知识点四、地球的温室效应（拓展学习）
阅读教材《地球的温室效应》栏目短文，回答问题：
什么是温室效应？温室效应加剧的原因是什么？温室效应加剧对人类的主要影响是什么？
1. 温室效应。地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
2. 温室效应加剧的原因。大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了过量的二氧化碳。另外，人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气侯变暖的重要原因。
3. 温室效应加剧对人类的影响。如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川融化，使得海平面上升，有些沿海城市面临建筑下沉和海水侵蚀等严重问题，大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。
易错点警示1 对热量的概念的理解
（1）热传递的实质：在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
（2）热量是个过程量：只有发生了热传递，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
（3）热量的描述语言：不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”等。
易错点警示2 水的比热容比较大这一特性的应用理解上，要重点把握好以下实例分析。
（1）特点：水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
（2）解释现象：例如，为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）水比热容大的特点在生产、生活中的利用
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
易错点警示3 物质吸热和放热公式的适用对象
物质吸热和放热公式适用于物态不发生变化时物体升温（降温）过程中吸热（放热）的计算。如果过程中存在着物态变化，则不能使用该公式。例如，冰熔化为水时，冰的温度（或冰水混合物的温度）没有变化，但需要从外界吸收热量。
易错点警示4 利用比热容公式进行吸热放热的计算误区清楚
（1）核心计算公式：

（2）计算步骤与注意事项：
①统一单位 ：所有物理量必须使用国际单位制：质量m换算为kg（如500g=0.5kg）、热量Q单位为J、比热容单位为J/(kg·℃)、温度变化量Δt为绝对值差。
②区分“升高到”与“升高了” ：“升高了30℃” → Δt= 30℃；“升高到30℃” →需结合初温计算Δt= 30-t0。
③热平衡问题中应用能量守恒 ：若不计热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即：Q放=Q吸。 例如：金属块投入水中，最终达到共同温度，可通过水吸收的热量反推金属的比热容。
④比热容是物质属性 ：与质量、温度、吸放热量无关，与物质种类和状态有关（如水和冰的比热容不同）。
⑤1标准大气压下水的沸点为100℃。1标准大气压下水的温度达到100℃，继续吸热温度不变，仍为100℃。
一、根据一些物质的比热容表格反映的信息，回答问题的思路
物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1] 物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1]
水　 4.2×103 铝 　0.88×103
酒精　 2.4×103 干泥土 约 0.84×103
煤油　 约 2.1×103 铁、钢　 0.46×103
冰　 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油　 约 1.97×103 水银 0.14×10 3
砂石 约 0.92×103 铅 　 0.13×103
分析物质的比热容表，回答问题：
①不同种物质的比热容是否相同？
②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。
③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？
结论：①不同种物质，比热容值一般不同。
②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。
③水的比热容最大。
二、运用比热容知识解释有关现象的思维方法
解题时可从以下两方面入手：
①从温度变化的观点来分析：根据公式Q=cmΔt可得，由此可知不同的物质在质量相同、吸收或放出相同热量的情况下，比热容大的物质温度变化小。
②从热量的观点分析：根据公式Q=cmΔt可知，相同质量的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不同，比热容大的吸收（或放出）的热量多。如沙漠地区与沿海地区气候不同。
【注意】比谁容易热，可用比热容；物质如同种，比热容相同；数小容易热，数大就不同；水的比热（容）大，沿海温差小；砂石比热（容）小，内陆温差大。
实例分析：
（1）生物体内水的比例为何很高？
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，根据公式c=Q/mΔt知，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。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。
（2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。根据公式c=Q/mΔt知，质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。
夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）城市的“热岛效应”的事例。城市内有大量的钢筋水泥建筑，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，你能够解释其中的道理吗？
根据Δt=Q /cm进行分析。这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比郊外（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于郊外。
解决方法：种草种树、建造人工湖等。
（4）体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
根据Δt=Q /cm进行分析。因为水银的比热容较小，是0.14×103J/（kg·℃），与质量相同的水比较，当吸收相同的热量时，温度的变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
三、涉及比热容的比例计算问题的思维方法
比热容的比例计算是初中物理热学中的重点题型。
核心公式：Q=cmΔt，变形可得比热容的表达式：。
当比较甲、乙两种物质时，其比热容之比为：
该公式由推导而来，适用于所有比例类问题。
步骤总结：
步骤一 ：明确题目中给出的物理量比例（质量、比热容、温度变化、热量）。
步骤二 ：写出基本公式Q=cmΔt，并根据所求量进行变形。
步骤三 ：将比例代入公式，注意分子分母对应关系。
步骤四 ：化简比例，得出最终结果。
关键点 ：比热容是物质特性，不随质量、温度变化，但与状态有关（如水和冰不同）。
知识点一、热量
【例题1】某学校的美食节活动中，小张同学将冰冻食材放入清水中解冻，经过足够长的时间，食材和清水一定相同的物理量是 （选填“温度’、“内能”或“热量”）。在热传递的过程中，传递能量的多少叫做 。
【答案】 温度 热量
【解析】冰冻食材放入清水中，食材温度低于水的温度，食材从水中吸收热量，食材温度升高，水的温度降低，经过足够长的时间，食材和水达到相同的温度，此时食材和水具有相同的温度。
在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
【例题2】 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表：
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 20 4 40
（1）实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相等；
（2）本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱；分析数据可知 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强；
（3）若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为 J；
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水 的性质。
【答案】（1）质量；（2）水和煤油升高的温度，水；（3）8.4×103；（4）比热容大。
【解析】（1）由于物质吸热多少与质量有关，所以比较水和煤油的吸热能力，需要控制水和煤油的质量相等。
（2）由于水和煤油吸收热量的多少无法直接测量，利用转换法，通过比较水和煤油升高的温度来反映水和煤油吸热能力的强弱；
分析数据可知，质量相同的水和煤油加热相同的时间，吸收相同的热量，水的温度升高的较慢，表明水的吸热能力较强。
（3）水吸收的热量为
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×200×10-3kg×（30℃-20℃）=8.4×103J
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水比热容大的性质，在质量相同、升高的温度相同的情况下，水吸收的热量较多，降温效果较好。
知识点二、比热容
【例题3】对于同一物态的某种物质，下列观点正确的是（ ）
A．比热容跟热量成正比
B．比热容跟质量成反比
C．比热容跟温度变化量成反比
D．吸收或放出的热量跟质量和温度变化的乘积之比是个定值。
【答案】D
【解析】同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关；吸收或放出的热量跟质量和温度变化量的乘积之比即为比热容C=Q/mΔt。
【例题4】用相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失）。如图所示是甲、乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．升高相同温度，甲吸收热量较多
B．加热相同时间，甲吸收热量较多
C．甲与乙的比热容之比为1：3
D．甲与乙的比热容之比为2：5
【答案】D
【解析】A.本实验相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失），吸水的热量的多少是通过加热时间来反映的，物体从图乙可知，加热相同的时间，即吸收的热量相同时甲温度上升的较快，所以甲的比热容较小，由Q吸＝cmΔt可知Δt一定时，甲吸收的热量较少，故A错误；
B.本实验相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失），吸水的热量的多少是通过加热时间来反映的，加热时间相同，物体吸收的热量相同，故B错误；
CD.根据吸收的热量与加热时间成正比，根据图中甲加热8min上升的温度是30℃，乙加热20min上升的温度是30℃，所以甲加热8min与乙加热20min物体吸收的热量为8：20，
即，
所以甲的比热容与乙的比热容之比是2：5。
故C错误；D正确；
故选：D。
知识点三、热量计算
【例题5】小华在天津的家中用电热水壸烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃ 已知水的比热容，求水吸收的热量
【答案】
【解析】由可得水吸收的热量
【例题6】一热水器的容积为50L。装满水后，从20℃加热到66℃。求：
（1）水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高多少？
[水的密度是1×103kg/m3、水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）、铁的比热容是0.46×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）水的质量为50kg；
（2）水吸收的热量为9.66×106J；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高500℃。
【解析】（1）水的体积V水＝50L＝50dm3＝0.05m3，
由ρ可得水的质量：
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg；
（2）水吸收的热量：
Q吸水＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（66℃﹣20℃）＝9.66×106J；
（3）由题意可知，铁块放出的热量：
Q吸铁＝Q吸水＝9.66×106J，
由Q放＝cmΔt得铁块升高的温度：
Δt500℃。
答：（1）水的质量为50kg；
（2）水吸收的热量为9.66×106J；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高500℃。
一、热量（5小题）
1．如图是“泼水成冰”画面。极寒环境下，泼出的热水与其周围的水蒸气迅速变为固态，有的变成冰晶飘落，有的呈现出根根分明的“线条”。下列说法正确的是（ ）
A．“泼水成冰”和生活中“滴水成冰”的物态变化完全相同
B．“泼水成冰”容易使人烫伤，主要原因是热水含有的热量高
C．热水能迅速成冰，说明当时的气温极低，热水能够快速放热
D．热水相较于冷水，更易在短时间内提供大量水蒸气，该物态变化过程是升华
【答案】C
【解析】A．“泼水成冰” 过程中，热水先汽化成水蒸气，水蒸气再直接凝华成冰晶等，包含汽化和凝华过程；“滴水成冰” 是液态水直接凝固成固态冰，物态变化不完全相同 ，故A错误；
B．热量是过程量，不能说物体 “含有热量”，“泼水成冰” 容易使人烫伤是因为热水温度高，故B错误；
C．热水能迅速成冰，是因为当时气温极低，热水与低温环境温差大，能快速放热，故C正确；
D．热水变成水蒸气，是液态变为气态，物态变化是汽化，不是升华，故D错误。
故选C。
2．水煎包是中国特色传统风味小吃， 其特色在于兼得水煮油煎之妙， 色泽金黄， 一面焦脆， 三面嫩软， 皮薄馅大， 香而不腻。在水煎包的制作过程中， 以下说法正确的是（　　）
A．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”， “白气”是汽化形成的
B．水煎包在锅中温度升高， 是因为所含有的热量越来越多
C．水煎包能被煎成金黄色， 是因为油的沸点比水的沸点高
D．锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”， 此时通过热传递的方式使锅盖获得能量
【答案】C
【解析】A．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水蒸气液化形成的，故A错误；
B．热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．油的沸点通常高于水的沸点，所以可达到更高的温度，即水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，故C正确；
D．锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时通过做功的方式使锅盖获得能量，故D错误。
故选C。
3．热量是一个过程量，只能说 或 热量，不能说 或 热量。（后四空均选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”）
【答案】 吸收 放出 含有 具有
【解析】物理学中，热量表示热传递过程中传递能量的多少。热量用符号Q表示。热量的单位时焦耳，简称焦，用符号J表示。由于热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有或具有热量。
4. 琪琪同学利用如图甲所示的装置，探究“不同物质的吸热能力”。
甲 乙
（1）实验中，琪琪在两个相同的烧杯中装入质量相同的水和花生油。并选择两个规格 （填“相同”或“不同”）的电加热器同时对两杯液体加热；
（2）实验中，通过 （填“升高的温度”或“加热时间”）比较两种液体吸收热量的多少；这种物理研究方法叫做 （填“控制变量”或“转换法”）；
（3）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“＜”或“=”）。由图像可知a物质是 （填“水”或“花生油”）。
【答案】（1）相同；（2）加热时间，转换法；（3）弱，=，水
【解析】（1）探究“不同物质的吸热能力”时，需要控制两种液体的质量相同；实验中用同样的加热器，相同时间内放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同。
（2）实验中，应用了转换法，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水所吸收的热量。
（3）由图像知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力弱；由于加热时间相同，吸收的热量是相同的，a的温度变化小，说明水的吸热能力是最大的，故a是水。
5. 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油接触良好，两支温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示，所采集数据如下表所示。
物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 末温/℃
水 200 20 6 45
色拉油 200 20 6 75

（1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证 （选填“体积”或“质量”）相同；
（2）实验中物质吸热的多少是通过 （填“加热时间”或“升高的温度”）来反映的；
（3）由于没有直接测量比热容的仪器，因此这个实验是通过观察 的变化来比较比热容的大小；
（4）根据表中数据算出加热6 min水吸收的热量为 J；
（5）色拉油的比热容是 。（精确到小数点后一位）
【答案】（1）质量（2） 加热时间（3） 温度 （4） 2.1×104 （5） 1.9×103
【解析】（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量和初温相同，因此应该使水和色拉油的质量相同。
（2）根据转换法可知，物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，其他条件一定时，加热时间越长，吸收热量越多。
（3）实验中通过观察温度的变化来反映比热容的大小。吸收相同的热量，温度升高的越多，吸热能力越弱，比热容越小。
（4）加热6 min水吸收的热量为
（5）6min内，色拉油吸收的热量与水吸收的热量相同，由Q吸=cmΔt可得，色拉油的比热容为
二、比热容（9小题）
1. 由，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（　　）
A．若吸收的热量增大到原来的2倍，则比热容增大到原来的2倍
B．若质量增大到原来的2倍，则比热容变为原来的一半
C．无论质量多大，比热容都一样
D．若加热前后的温度差增大到原来的2倍，则比热容增大到原来的2倍
【答案】C
【解析】比热容是物体的一种特性，只与物质的种类、状态有关，与物体的质量、温度、温度的变化量、吸热多少都没有关系，故C正确，ABD错误。故选C。
2．已知：水的比热容是，砂石的比热容约是。下列说法中正确的是（ ）
A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B．因为水的比热容大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C．1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同
D．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为
【答案】B
【解析】A．比热容是物质的一种特性，与质量无关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误；B．因为水比沙石的比热容大，由知道，在吸收和放出相同的热量时，水的温度变化值更小，沙石的温度变化值大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故B正确；
C. 水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)表示的物理意义是1kg的水温度每升高或降低 1℃所吸收或放出的热量是4.2×103J；所以相同质量的水升高和降低相同温度，吸收和放出的热量相同，故C错误；
D. 砂石的比热容约是0.92×103J/(kg ℃)表示1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103J，故D错误。
故选B。
3. 如图为一种双层保温婴儿辅食碗，由内碗和外碗组成。在内、外碗的夹层中加入高于辅食温度的热水，即可对内碗中的辅食起到“保温”作用。下列有关分析正确的是（ ）
A．夹层中加入热水，利用了水的比热容大的特性
B．夹层中加入热水，主要利用水的隔热性好的特点
C．“保温”时，夹层中热水的内能不变
D．“保温”时，内碗中辅食含有的热量增加
【答案】A
【解析】AB．因为水的比热容较大，与质量相同的其它物体相比，降低相同的温度，放出的热量多，容易保温，所以夹层中加入热水，起到“保温”作用，利用了水的比热容大的特性，故A正确，B错误；
C．“保温”时，热水的温度高于辅食的温度，夹层中热水放出热量，内能减小，故C错误；
D．热量是过程量，不能说含有的热量，故D错误。故选A。
4．下表中有几种物质的比热容，小张同学根据提供的数据得出了四个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容/[J （kg ℃）﹣1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A．一杯水比一桶煤油的比热容小
B．液体的比热容一定比固体的比热容大
C．水吸收或放出热量的本领较强，常用作冷却剂
D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关
【答案】C
【解析】比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系；根据比热容的特点进行分析判断。
A．由表格中的信息知，水的比热容大于煤油的比热容，比热容大小与质量无关，故A错误。
B．液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰的比热容比水银的比热容大，故B错误。
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们常用水作冷却剂，故C正确；
D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类和状态有关，故D错误。
5. 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. 发生夜晚，且海水温度较高
【答案】D
【解析】水的比热容较大，同样质量的水和沙石，吸收相同的热量（接受相同的太阳辐射能），沙石的温度升高得多，陆面上空空气迅速增温而上升，海面上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那儿因热空气上升而造成的空缺，形成风。同理，在晚上相同受冷的情况下，陆地的温度低于海洋的温度，从而形成从陆地吹向海洋的风，故这样形成了海陆风。由图可知，风从陆地吹向海洋，则应发生在夜晚，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
6. 质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，铜比铅的温度升高得 （选填“多”或“少”）；质量相同的铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 （选填“铜”或“铅”）。已知c铜=0.39×103 焦/（千克·℃）， c铅=0.13×103 焦/（千克·℃）
【答案】 少 铜
【解析】由Δt=Q/cm可知，质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，由于铜比铅的比热容大，所以铜比铅的温度升高少。
由Q=cmΔt可知，质量相同的铜和铅升高相同的温度，由于铜比铅的比热容大，所以铜吸收热量较多。
7.请你说出解决“热岛效应”的一些方法（两种即可）。
【答案】见解析。
【解析】（1）种草种树。绿地能吸收太阳辐射，园林植物，通过蒸腾作用，不断地从环境中吸收热量，降低环境空气的温度。
（2）修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温。
8.秋天，又到了吃板栗的季节，炒熟后的板栗那香糯的味道总是让人回味无穷。细心的小明去买板栗的时候发现商家炒栗子时都会在锅中加沙子，不禁思考：炒栗子时加沙子有何作用呢？请你利用物理热学相关知识帮助小明解答。
【答案】见解析
【解析】使用沙子炒板栗有以下几个好处（合理即可以给分）
（1）均匀传热：沙子的比热容比栗子小，这意味着在吸收相同热量的情况下，沙子的温度上升更快。当沙子被加热后，它能迅速将热量传递给栗子，使得栗子受热更加均匀。
（2）增加热接触面积：沙子在锅中可以增加栗子与锅底的接触面积，这样可以使更多的栗子同时受到锅底的直接加热，提高加热效率。
（3）防止栗子破裂：栗子在加热过程中会膨胀，如果直接接触锅底，可能会因为局部过热而破裂。沙子在栗子之间起到了缓冲作用，减少了栗子之间的直接接触和摩擦，从而降低了破裂的风险。
（4）便于翻炒：沙子的流动性使得栗子在锅中更容易被翻炒，这样可以使栗子受热更加均匀。
（5）保温作用：沙子在炒制过程中吸收了大量的热量，即使在炒制完成后，沙子也能保持一段时间的高温，这有助于栗子在炒制完成后继续熟化，保持香糯的口感。
（6）清洁作用：沙子还可以帮助清洁栗子壳上的杂质，因为沙子在翻炒过程中会摩擦栗子壳，有助于去除表面的污垢。
9．兴趣小组在调查某城市的“热岛效应”时发现：
城区：人口密集，人类活动多，能量消耗较多，绿化率较低，气温较高。
郊区：人口密度小，绿化率较高，河道密布，气温较低，但空气中有来自城区的少量污染物。
请用所学的科学知识对“郊区气温较低，空气中有来自城区的少量污染物”的现象作出解释。
【答案】①郊区人口密度较小，人类活动释放的热能少。
②郊区绿化率高，河道密布，蒸腾作用及蒸发吸热多。
③地表水多，水的比热大，温度不易升高。
④城郊温差有利于形成空气对流．
⑤城区气流上升到高空后，温度降低，密度增大，在城区四周下沉，带着污染物到达郊区．
【解析】城市热岛现象会使城市上空经常维持一个气温高于四周郊区的热气团，这些热量主要是工业生产、交通运输业排放的温室气体造成的。由于城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。
三、热量计算（6小题）
1．甲、乙两物体的比热容之比为2:3，吸收热量之比为3:1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（　　）
A．9:2 B．2:9 C．1:2 D．2:1
【答案】A
【解析】由可得
升高温度相同，因此可求两质量之比为
故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2．质量相等的甲、乙两物体，若它们吸收的热量之比是，比热容之比是，则它们升高的温度之比是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据则有，则甲、乙两物体升高的温度之比为
故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3. 比热容是物质的一种特性。用同种物质制成两个质量不等的物体，其比热容 （填“相同”或“不同”）。质量均为2kg的铜块[c铜=3.9×102J/（kg ℃）]和铅块[c铅=1.3×102J/（kg ℃）]，如吸收了相等的热量，则铜块与铅块升高的温度之比为 ；若铜块温度升高了100℃，则它吸收的热量是 J。
【答案】 相同 1：3 7.8×104
【解析】比热容是物质的一种特性，不随质量的变化而变化，所以用同种物质制成两个质量不等的物体，其比热容相同。
由得
由于铜和铅块质量相等，又吸收了相等的热量，可见于c成反比，故
铜块吸收的热量为
4．为探究某种晶体物质在固态和液态时的吸热能力，小兰用酒精灯做热源加热，在理想的情况下均匀加热（火焰大小保持不变且不计热损失）0.6kg该固体，根据实验数据可以绘制出图线如图所示。并通过查阅资料得知该物质液态时的比热容为。求：
（1）该物质在CD段共吸收了多少热量？
（2）该物质在固态时的比热容为多大？
（3）该物质在BC段共吸收了多少热量？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由图像知，该物质液态时在第6min的温度为，在第10min的温度为，加热时间为4min，则该物质在CD段吸收的热量为
（2）该物质固态时在第0min的温度为，在第2min的温度为，加热时间为2min，由于相同时间内物质吸收的热量是相同的，所以物质在固态（AB阶段）时吸收的热量为
由可得，该物质在固态时的比热容为
（3）该物质在BC段加热的时间为
由于相同时间内物质吸收的热量是相同的，所以该物质在BC段吸收的热量为
答：（1）该物质在CD段共吸收了的热量；
（2）该物质在固态时的比热容为；
（3）该物质在BC段共吸收了的热量。
5. （拓展）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），为了测定铅的比热容，把质量为200g的铅块加热到98℃，再投入到80g的12℃的水中，混合后的共同温度为18℃。若不计热损失，求：
（1）水吸收的热量；
（2）铅块的比热容。
【答案】（1）2016J；（2）126J/（kg·℃）
【解析】（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103J/（kg·℃）×0.08kg×(18℃-12℃)=2016J
（2）已知不计热损失，则Q放=Q吸=2016J
由Q放=cm(t0-t)得铅的比热容
答：（1）水吸收的热量为2016J；
（2）铅块的比热容是126J/（kg·℃）。
6.（创新题）热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳；
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)4.2J (2)1.3×105卡 (3)2.52×104J
【解析】（1）由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
（2）茗茗消耗的能量
（3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
提出比热容的科学家
最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家约瑟夫·布拉克（Joseph Black）发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。约瑟夫·布拉克，是英国化学家和物理学家。他生于法国波尔多，1764年到格拉斯大学学医学，1751年移民英国。他重新发现二氧化碳、比热及解说潜热的概念。他是蒸汽机发明家詹姆斯·瓦特的导师。他参与创立了詹姆斯·哈顿的地质学学说。
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人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十三章 内能
专题01 热量 比热容
物理观念：理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。知道水的比热容大这一特点在生活中的一些应用。能计算有关物质的比热容、温度变化或吸放热等简单问题。
科学思维：会查比热容表，能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。会运用控制变量法结合转换法进行探究物理问题。
科学探究: 探究物质吸热能力与哪些因素有关，会设计和进行实验，能积极与他人交流探究结论，并能对数据进行初步评价。
科学态度与责任：体验物理知识应用于生活的愉悦感,树立学好知识服务社会的信心和志向。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
1. 知道热量的概念和单位。
2. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
5. 会进行简单的吸、放热计算。
本节课重点难点
重点：1. 比热容的概念和应用。2. 热量的计算。
难点：比热容概念的建立。
阅读教材，自主学习知识点，完成以下问题：
知识点一、热量
1. 在热传递过程中，传递的热的多少叫做_____。单位是焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
2. 相同质量的水和食用油，当升高相同的温度时，吸收的热量_____。
3．在探究不同物质的吸热能力实验中，我们用到了转换法：
①升高相同的温度时，通过比较_____长短来判断物体的吸热能力；
②加热时间相同时，通过比较____的快慢来判断物体的吸热能力。
4.比较不同物质吸收热量的情况实验模型（需要重点学习，积极参与实验过程，反复推敲）
不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢
【设计实验】
（1）实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。
（2）需要测量的物理量
①用天平分别测出质量都是m的水和食用油；
②用温度计测水和食用油的初温t0、末温t；
③用停表记录加热时间t。
（3）实验方法：该实验用控制变量法、转换法进行探究。
①控制变量法：探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时，应该控制两个量不变，每次实验只能改变一个量。
②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
【进行实验与收集数据】
（1）取质量相等的水与食用油各200g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录表格。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t1/℃ 升高的温度（t1-t0）/℃ 加热的 时间
水 200 20 42 22 相等
食用油 200 20 55 35 相等
【分析与论证】
（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相等，食用油升高的温度比水的多。
推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量不相等，水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。
（2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。
【实验结论】
质量相等的不同物质，升高的温度相同，吸收的热量不相等。
【完成以下讨论】
（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。
（2）用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处：
首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。
（3）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱（选填“强”或“弱”）；
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强（选填“强”或“弱”）。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（4）该实验常用的两种装置
甲 乙
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
知识点二、比热容
1.不同种类物质的吸热能力一般不同，物理学中用_____来描述物质的吸热能力。
2.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______，叫作这种物质的比热容。比热容符号是c ，定义式为：_______ 。
3. 比热容的单位：J/(kg·℃) ,读作_________。
4.物理意义：比热容是物质本身的一种特性，与物体吸收（放出）热量的多少、质量（体积）、温度变化量无关.水的比热容为C水= ，表示的物理意义是 1千克的水温度升高1摄氏度，吸收的热量是 4.2×103 焦。 或者说1千克的水温度降低1摄氏度，放出的热量是 4.2×103 焦。
知识点三、热量的计算
物体吸收或放出的热量与物体的质量（m）、升高或降低的温度（⊿t）、物质的种类有关（c）。
1. 物体温度升高吸收的热量公式为：____________
（1）公式中Q吸是吸收的热量，单位是J；
（2）c 是物体比热（容），单位是：J/(kg·℃)；
（3）m是质量,单位是kg；
（4）t0是初始的温度；
（5）t 是后来的温度。
（6）⊿t是物体升高了的温度。
2. 物体温度降低放出的热量公式为：_____________
（1）公式中Q放是放出的热量，单位是J；
（2）c 是物体比热容，单位是：J/(kg·℃)；
（3）m是质量，单位是kg；
（4）t0是初始温度；
（5）t 是后来的温度。
（6）⊿t是降低了的温度。
3. 热平衡（拓展知识）
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
（2）热平衡方程：Q吸= Q放
知识点四、地球的温室效应（拓展学习）
阅读教材《地球的温室效应》栏目短文，回答问题：
什么是温室效应？温室效应加剧的原因是什么？温室效应加剧对人类的主要影响是什么？
1. 温室效应。地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的____会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
2. 温室效应加剧的原因。大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了过量的_______。另外，人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气侯变暖的重要原因。
3. 温室效应加剧对人类的影响。如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川______，使得海平面______，有些沿海城市面临建筑下沉和海水侵蚀等严重问题，大片良田盐_____。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。
易错点警示1 对热量的概念的理解
（1）热传递的实质：在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
（2）热量是个过程量：只有发生了热传递，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
（3）热量的描述语言：不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”等。
易错点警示2 水的比热容比较大这一特性的应用理解上，要重点把握好以下实例分析。
（1）特点：水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
（2）解释现象：例如，为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）水比热容大的特点在生产、生活中的利用
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
易错点警示3 物质吸热和放热公式的适用对象
物质吸热和放热公式适用于物态不发生变化时物体升温（降温）过程中吸热（放热）的计算。如果过程中存在着物态变化，则不能使用该公式。例如，冰熔化为水时，冰的温度（或冰水混合物的温度）没有变化，但需要从外界吸收热量。
易错点警示4 利用比热容公式进行吸热放热的计算误区清楚
（1）核心计算公式：

（2）计算步骤与注意事项：
①统一单位 ：所有物理量必须使用国际单位制：质量m换算为kg（如500g=0.5kg）、热量Q单位为J、比热容单位为J/(kg·℃)、温度变化量Δt为绝对值差。
②区分“升高到”与“升高了” ：“升高了30℃” → Δt= 30℃；“升高到30℃” →需结合初温计算Δt= 30-t0。
③热平衡问题中应用能量守恒 ：若不计热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即：Q放=Q吸。 例如：金属块投入水中，最终达到共同温度，可通过水吸收的热量反推金属的比热容。
④比热容是物质属性 ：与质量、温度、吸放热量无关，与物质种类和状态有关（如水和冰的比热容不同）。
⑤1标准大气压下水的沸点为100℃。1标准大气压下水的温度达到100℃，继续吸热温度不变，仍为100℃。
一、根据一些物质的比热容表格反映的信息，回答问题的思路
物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1] 物质 比热容c /[J·（kg·℃）-1]
水　 4.2×103 铝 　0.88×103
酒精　 2.4×103 干泥土 约 0.84×103
煤油　 约 2.1×103 铁、钢　 0.46×103
冰　 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油　 约 1.97×103 水银 0.14×10 3
砂石 约 0.92×103 铅 　 0.13×103
分析物质的比热容表，回答问题：
①不同种物质的比热容是否相同？
②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。
③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？
结论：①不同种物质，比热容值一般不同。
②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。
③水的比热容最大。
二、运用比热容知识解释有关现象的思维方法
解题时可从以下两方面入手：
①从温度变化的观点来分析：根据公式Q=cmΔt可得，由此可知不同的物质在质量相同、吸收或放出相同热量的情况下，比热容大的物质温度变化小。
②从热量的观点分析：根据公式Q=cmΔt可知，相同质量的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不同，比热容大的吸收（或放出）的热量多。如沙漠地区与沿海地区气候不同。
【注意】比谁容易热，可用比热容；物质如同种，比热容相同；数小容易热，数大就不同；水的比热（容）大，沿海温差小；砂石比热（容）小，内陆温差大。
实例分析：
（1）生物体内水的比例为何很高？
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，根据公式c=Q/mΔt知，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。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。
（2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。根据公式c=Q/mΔt知，质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。
夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）城市的“热岛效应”的事例。城市内有大量的钢筋水泥建筑，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，你能够解释其中的道理吗？
根据Δt=Q /cm进行分析。这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比郊外（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于郊外。
解决方法：种草种树、建造人工湖等。
（4）体温计中为什么用水银作测温介质 用水可以吗
根据Δt=Q /cm进行分析。因为水银的比热容较小，是0.14×103J/（kg·℃），与质量相同的水比较，当吸收相同的热量时，温度的变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
三、涉及比热容的比例计算问题的思维方法
比热容的比例计算是初中物理热学中的重点题型。
核心公式：Q=cmΔt，变形可得比热容的表达式：。
当比较甲、乙两种物质时，其比热容之比为：
该公式由推导而来，适用于所有比例类问题。
步骤总结：
步骤一 ：明确题目中给出的物理量比例（质量、比热容、温度变化、热量）。
步骤二 ：写出基本公式Q=cmΔt，并根据所求量进行变形。
步骤三 ：将比例代入公式，注意分子分母对应关系。
步骤四 ：化简比例，得出最终结果。
关键点 ：比热容是物质特性，不随质量、温度变化，但与状态有关（如水和冰不同）。
知识点一、热量
【例题1】某学校的美食节活动中，小张同学将冰冻食材放入清水中解冻，经过足够长的时间，食材和清水一定相同的物理量是 （选填“温度’、“内能”或“热量”）。在热传递的过程中，传递能量的多少叫做 。
【答案】 温度 热量
【解析】冰冻食材放入清水中，食材温度低于水的温度，食材从水中吸收热量，食材温度升高，水的温度降低，经过足够长的时间，食材和水达到相同的温度，此时食材和水具有相同的温度。
在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
【例题2】 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表：
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 20 4 40
（1）实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相等；
（2）本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱；分析数据可知 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强；
（3）若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为 J；
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水 的性质。
【答案】（1）质量；（2）水和煤油升高的温度，水；（3）8.4×103；（4）比热容大。
【解析】（1）由于物质吸热多少与质量有关，所以比较水和煤油的吸热能力，需要控制水和煤油的质量相等。
（2）由于水和煤油吸收热量的多少无法直接测量，利用转换法，通过比较水和煤油升高的温度来反映水和煤油吸热能力的强弱；
分析数据可知，质量相同的水和煤油加热相同的时间，吸收相同的热量，水的温度升高的较慢，表明水的吸热能力较强。
（3）水吸收的热量为
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×200×10-3kg×（30℃-20℃）=8.4×103J
（4）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水比热容大的性质，在质量相同、升高的温度相同的情况下，水吸收的热量较多，降温效果较好。
知识点二、比热容
【例题3】对于同一物态的某种物质，下列观点正确的是（ ）
A．比热容跟热量成正比
B．比热容跟质量成反比
C．比热容跟温度变化量成反比
D．吸收或放出的热量跟质量和温度变化的乘积之比是个定值。
【答案】D
【解析】同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关；吸收或放出的热量跟质量和温度变化量的乘积之比即为比热容C=Q/mΔt。
【例题4】用相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失）。如图所示是甲、乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．升高相同温度，甲吸收热量较多
B．加热相同时间，甲吸收热量较多
C．甲与乙的比热容之比为1：3
D．甲与乙的比热容之比为2：5
【答案】D
【解析】A.本实验相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失），吸水的热量的多少是通过加热时间来反映的，物体从图乙可知，加热相同的时间，即吸收的热量相同时甲温度上升的较快，所以甲的比热容较小，由Q吸＝cmΔt可知Δt一定时，甲吸收的热量较少，故A错误；
B.本实验相同的电加热器分别对质量相同的甲、乙两种液体加热，两液体单位时间吸收热量相等（不计热量损失），吸水的热量的多少是通过加热时间来反映的，加热时间相同，物体吸收的热量相同，故B错误；
CD.根据吸收的热量与加热时间成正比，根据图中甲加热8min上升的温度是30℃，乙加热20min上升的温度是30℃，所以甲加热8min与乙加热20min物体吸收的热量为8：20，
即，
所以甲的比热容与乙的比热容之比是2：5。
故C错误；D正确；
故选：D。
知识点三、热量计算
【例题5】小华在天津的家中用电热水壸烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃ 已知水的比热容，求水吸收的热量
【答案】
【解析】由可得水吸收的热量
【例题6】一热水器的容积为50L。装满水后，从20℃加热到66℃。求：
（1）水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高多少？
[水的密度是1×103kg/m3、水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）、铁的比热容是0.46×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）水的质量为50kg；
（2）水吸收的热量为9.66×106J；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高500℃。
【解析】（1）水的体积V水＝50L＝50dm3＝0.05m3，
由ρ可得水的质量：
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg；
（2）水吸收的热量：
Q吸水＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（66℃﹣20℃）＝9.66×106J；
（3）由题意可知，铁块放出的热量：
Q吸铁＝Q吸水＝9.66×106J，
由Q放＝cmΔt得铁块升高的温度：
Δt500℃。
答：（1）水的质量为50kg；
（2）水吸收的热量为9.66×106J；
（3）如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的温度能升高500℃。
一、热量（5小题）
1．如图是“泼水成冰”画面。极寒环境下，泼出的热水与其周围的水蒸气迅速变为固态，有的变成冰晶飘落，有的呈现出根根分明的“线条”。下列说法正确的是（ ）
A．“泼水成冰”和生活中“滴水成冰”的物态变化完全相同
B．“泼水成冰”容易使人烫伤，主要原因是热水含有的热量高
C．热水能迅速成冰，说明当时的气温极低，热水能够快速放热
D．热水相较于冷水，更易在短时间内提供大量水蒸气，该物态变化过程是升华
2．水煎包是中国特色传统风味小吃， 其特色在于兼得水煮油煎之妙， 色泽金黄， 一面焦脆， 三面嫩软， 皮薄馅大， 香而不腻。在水煎包的制作过程中， 以下说法正确的是（　　）
A．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”， “白气”是汽化形成的
B．水煎包在锅中温度升高， 是因为所含有的热量越来越多
C．水煎包能被煎成金黄色， 是因为油的沸点比水的沸点高
D．锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”， 此时通过热传递的方式使锅盖获得能量
3．热量是一个过程量，只能说 或 热量，不能说 或 热量。（后四空均选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”）
4. 琪琪同学利用如图甲所示的装置，探究“不同物质的吸热能力”。
甲 乙
（1）实验中，琪琪在两个相同的烧杯中装入质量相同的水和花生油。并选择两个规格 （填“相同”或“不同”）的电加热器同时对两杯液体加热；
（2）实验中，通过 （填“升高的温度”或“加热时间”）比较两种液体吸收热量的多少；这种物理研究方法叫做 （填“控制变量”或“转换法”）；
（3）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“＜”或“=”）。由图像可知a物质是 （填“水”或“花生油”）。
5. 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油接触良好，两支温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示，所采集数据如下表所示。
物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 末温/℃
水 200 20 6 45
色拉油 200 20 6 75

（1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证 （选填“体积”或“质量”）相同；
（2）实验中物质吸热的多少是通过 （填“加热时间”或“升高的温度”）来反映的；
（3）由于没有直接测量比热容的仪器，因此这个实验是通过观察 的变化来比较比热容的大小；
（4）根据表中数据算出加热6 min水吸收的热量为 J；
（5）色拉油的比热容是 。（精确到小数点后一位）
二、比热容（9小题）
1. 由，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（　　）
A．若吸收的热量增大到原来的2倍，则比热容增大到原来的2倍
B．若质量增大到原来的2倍，则比热容变为原来的一半
C．无论质量多大，比热容都一样
D．若加热前后的温度差增大到原来的2倍，则比热容增大到原来的2倍
2．已知：水的比热容是，砂石的比热容约是。下列说法中正确的是（ ）
A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B．因为水的比热容大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C．1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同
D．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为
3. 如图为一种双层保温婴儿辅食碗，由内碗和外碗组成。在内、外碗的夹层中加入高于辅食温度的热水，即可对内碗中的辅食起到“保温”作用。下列有关分析正确的是（ ）
A．夹层中加入热水，利用了水的比热容大的特性
B．夹层中加入热水，主要利用水的隔热性好的特点
C．“保温”时，夹层中热水的内能不变
D．“保温”时，内碗中辅食含有的热量增加
4．下表中有几种物质的比热容，小张同学根据提供的数据得出了四个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容/[J （kg ℃）﹣1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A．一杯水比一桶煤油的比热容小
B．液体的比热容一定比固体的比热容大
C．水吸收或放出热量的本领较强，常用作冷却剂
D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关
5. 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. 发生夜晚，且海水温度较高
6. 质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，铜比铅的温度升高得 （选填“多”或“少”）；质量相同的铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 （选填“铜”或“铅”）。已知c铜=0.39×103 焦/（千克·℃）， c铅=0.13×103 焦/（千克·℃）
7.请你说出解决“热岛效应”的一些方法（两种即可）。
8.秋天，又到了吃板栗的季节，炒熟后的板栗那香糯的味道总是让人回味无穷。细心的小明去买板栗的时候发现商家炒栗子时都会在锅中加沙子，不禁思考：炒栗子时加沙子有何作用呢？请你利用物理热学相关知识帮助小明解答。
9．兴趣小组在调查某城市的“热岛效应”时发现：
城区：人口密集，人类活动多，能量消耗较多，绿化率较低，气温较高。
郊区：人口密度小，绿化率较高，河道密布，气温较低，但空气中有来自城区的少量污染物。
请用所学的科学知识对“郊区气温较低，空气中有来自城区的少量污染物”的现象作出解释。
三、热量计算（6小题）
1．甲、乙两物体的比热容之比为2:3，吸收热量之比为3:1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（　　）
A．9:2 B．2:9 C．1:2 D．2:1
2．质量相等的甲、乙两物体，若它们吸收的热量之比是，比热容之比是，则它们升高的温度之比是（　　）
A． B． C． D．
3. 比热容是物质的一种特性。用同种物质制成两个质量不等的物体，其比热容 （填“相同”或“不同”）。质量均为2kg的铜块[c铜=3.9×102J/（kg ℃）]和铅块[c铅=1.3×102J/（kg ℃）]，如吸收了相等的热量，则铜块与铅块升高的温度之比为 ；若铜块温度升高了100℃，则它吸收的热量
是 J。
4．为探究某种晶体物质在固态和液态时的吸热能力，小兰用酒精灯做热源加热，在理想的情况下均匀加热（火焰大小保持不变且不计热损失）0.6kg该固体，根据实验数据可以绘制出图线如图所示。并通过查阅资料得知该物质液态时的比热容为。求：
（1）该物质在CD段共吸收了多少热量？
（2）该物质在固态时的比热容为多大？
（3）该物质在BC段共吸收了多少热量？
5. （拓展）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），为了测定铅的比热容，把质量为200g的铅块加热到98℃，再投入到80g的12℃的水中，混合后的共同温度为18℃。若不计热损失，求：
（1）水吸收的热量；
（2）铅块的比热容。
6.（创新题）热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳；
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
提出比热容的科学家
最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家约瑟夫·布拉克（Joseph Black）发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。约瑟夫·布拉克，是英国化学家和物理学家。他生于法国波尔多，1764年到格拉斯大学学医学，1751年移民英国。他重新发现二氧化碳、比热及解说潜热的概念。他是蒸汽机发明家詹姆斯·瓦特的导师。他参与创立了詹姆斯·哈顿的地质学学说。
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