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13.1 热量 比热容
一、核心素养目标
1. 认识热量的概念，知道热量是过程量，单位是焦耳（J）。
2. 理解比热容的概念、物理意义和单位，知道比热容是物质的一种特性。
3. 通过实验探究不同物质的吸热情况，体会控制变量法和转换法。
4. 会用比热容解释沿海温差、暖气用水等生活现象。
5. 会用Q吸=cm(t t )和Q放=cm(t t)进行简单计算。
二、课前预习【课前完成】
（阅读课本相关章节，思考以下问题）
问题1：什么是热传递？热传递发生的条件是什么？
___
问题2：烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的时间更长？这说明吸热多少与什么因素有关？
___
问题3：你听说过"比热容"这个词吗？你认为它可能表示什么？
___
我的疑问：___
三、课堂探究
探究一：热量【对应知识点一】
活动1：观察热水袋取暖图片，思考以下问题：
用热水袋取暖
思考：为什么热水袋能让我们感到温暖？热传递发生的条件是什么？
___
归纳1：热传递是指___从___物体传到___物体，或者从物体的___部分传到___部分的过程。
发生热传递的唯一条件是___。
归纳2：在热传递过程中，传递的___的多少叫做热量。热量的单位是___。
填表：热量与温度的区别
比较项目 热量 温度
含义 ___ ___
性质 ___ ___
易错提醒：不能说"物体含有热量"，热量只在热传递过程中才有意义！
思考：同种物质吸收的热量与哪些因素有关？
实例1：烧开一壶水比烧开半壶水需要更多时间→与___有关
实例2：把水烧成温水比烧开到沸腾需要更少时间→与___有关
探究二：比较不同物质的吸热情况【对应知识点二】
提出问题：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量相同吗？
实验器材：___、___、___、___、___、___
实验设计要点：
①控制变量法：保持___和___相同，比较不同物质的吸热情况。
②转换法：用___来反映吸收热量的多少（加热时间越长，吸收热量___）。
实验记录：
物质 质量m/g 初温t /℃ 末温/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热时间
水 100 19 50 31 ___
食用油 100 19 50 31 ___
我的发现：质量相等的水和食用油，升高相同温度时，___吸收的热量更多（___的加热时间更长）。
结论：不同物质在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量___，即不同物质的吸热能力___。
探究三：比热容的概念
1. 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___和升高的___乘积之比，叫做这种物质的比热容。
2. 符号：___ 3. 单位：___，符号表示为___
4. 物理意义：水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，表示___kg的水温度升高___℃时吸收的热量为___J。
5. 常见物质比热容表（填空）：
物质 比热容J/(kg·℃) 物质 比热容J/(kg·℃)
水 4.2×10 铝 0.88×10
酒精 ___ 干泥土 约0.84×10
煤油 约2.1×10 铁、钢 ___
沙子 约0.92×10 铅 0.13×10
关键发现：常见物质中，___的比热容最大。比热容是___的一种特性，与物体的质量、温度、吸放热多少___。
合作探究：利用比热容解释生活现象
小组任务：用比热容知识解释以下现象，每组选一个讨论并汇报。
现象①沿海地区温差小，沙漠地区温差大
讨论要点：白天海水/沙子吸热时温度变化有何不同？为什么？夜晚同理。
我的解释：___
沿海与沙漠温差对比
现象②北方楼房暖气用水作为介质
讨论要点：为什么不用其他液体而选水？水的比热容大意味着什么？
我的解释：___
暖气用水取暖
现象③海陆风与陆海风
白天：陆地升温快→暖空气上升→海面冷空气补充→吹向海岸的风叫___风
夜晚：陆地降温快→陆地上方气温低→海面热空气上升→陆地冷空气补充→吹向海洋的风叫___风
海陆风与陆海风
探究四：热量的计算【对应知识点三】
推导思考
1kg水升高1℃吸热：___J
2kg水升高1℃吸热：___J（质量翻倍→热量___）
2kg水升高50℃吸热：___J（温度变化翻倍→热量___）
归纳：吸收的热量与___成正比，与___成正比，与___成正比。
热量计算公式：
易错提醒：①计算时单位要统一：质量用kg，温度用℃，热量得J；②Δt取正值；③吸热用(t t )，放热用(t t)。
四、例题学习
例1（课件原题）：沙子的比热容约为0.92×10 J/(kg·℃)，把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量约为多少？利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度？
思路：第一步求___，第二步用Δt=___求水的末温。
解题过程：
已知：c沙=___，m=___，t =___，t=___
= ___ × ___ × (___ ___)
= ___J
第二步：Δt = Q/(c水·m水) = ___
t = t + Δt = ___℃ + ___℃ = ___℃
易错提醒：注意比热容中的10 不要遗漏！计算带单位运算。
变式训练：若沙子质量改为5kg，其他不变，Q吸=？
我的解答：___
五、课堂练习
A组·基础题
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
B. 吸收热量多的物质，比热容一定大
C. 高温物体放出的热量一定多
D. 质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
2. 关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A. 比热容与物体的质量有关 B. 比热容与物体的温度有关
C. 比热容是物质的一种特性 D. 吸热越多比热容越大
3. 1kg水温度升高1℃吸收的热量是___J，这也就是水的___的数值。
B组·提高题
4. 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体，用同一热源加热，液体温度与加热时间关系如图所示，则（ ）
图16：甲乙液体温度-加热时间关系图
A. 甲液体比热容大于乙液体 B. 升高相同温度，两液体吸热相同
C. 加热相同时间，甲吸热大于乙 D. 加热相同时间，甲升温大于乙
5. 一个钢件从560℃冷却到20℃（室温），放出6.21×10 J热量，钢件质量是多少g？（c钢=0.46×10 J/(kg·℃)）
解题过程：___
六、课堂小结
本节课我学到了：
1. 热量是___量，只有在___过程中才有意义。
2. 比热容的定义：___，符号___，单位___。
3. 比热容是___的一种特性，与质量、温度___。
4. 热量计算公式：Q吸=___，Q放=___。
5. 水的比热容大→___温差小、___效果好、___风的形成。
还有的疑问：___
七、课后作业
必做：
1. 完成课本相关练习题。
2. 计算：质量为500g的铁块从200℃降到20℃，放出多少热量？（c铁=0.46×10 J/(kg·℃)）
选做：用比热容解释：为什么北方冬天菜窖里放水桶可以防止蔬菜冻坏？
参考答案
二、课前预习
问题1：热传递是指热量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递发生的唯一条件是物体间存在温度差。
问题2：烧开一壶水需要时间更长，说明吸热多少与物体的质量有关（质量越大，吸热越多）。同时还与温度变化量有关（温度变化越大，吸热越多）。
问题3：比热容可能表示物质吸热或放热的本领大小，即不同物质在同等条件下温度变化的难易程度。
探究一：热量
思考：热水袋温度高于人体，热量从热水袋（高温物体）传到人体（低温物体），这就是热传递。热传递发生的条件是物体间存在温度差。
归纳1：热传递是指热量从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。发生热传递的唯一条件是存在温度差。
归纳2：在热传递过程中，传递的热的多少叫做热量。热量的单位是焦耳（J）。
填表答案：
含义——热量：传递的能量多少；温度：物体的冷热程度
性质——热量：过程量；温度：状态量
实例1：与质量有关（质量越大，吸热越多）
实例2：与温度变化量有关（温度变化越大，吸热越多）
探究二：比较不同物质的吸热情况
实验器材：水、食用油、玻璃杯、温度计、相同规格的电加热器、计时器
控制变量法：保持质量和升高的温度相同，比较不同物质的吸热情况。
转换法：用加热时间来反映吸收热量的多少（加热时间越长，吸收热量越多）。
实验记录填写：水的加热时间1min34s，食用油的加热时间1min5.6s
我的发现：水吸收的热量更多（水的加热时间更长）。
结论：不同物质在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，即不同物质的吸热能力不同。
探究三：比热容的概念
1. 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。
2. 符号：c 3. 单位：焦每千克摄氏度，符号表示为J/(kg·℃)
4. 物理意义：水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，表示1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×10 J。
比热容表填空：酒精2.4×10 ；铁、钢0.46×10
关键发现：常见物质中，水的比热容最大。比热容是物质的一种特性，与物体的质量、温度、吸放热多少无关。
合作探究：利用比热容解释生活现象
现象①沿海温差小、沙漠温差大：
白天海水比热容大，吸收热量后温度上升小；沙子比热容小，温度上升大。夜晚海水放热后温度下降小，沙子温度下降大。因此沿海温差小，沙漠温差大。
现象②暖气用水作为介质：
水的比热容大，相同质量的水降低相同温度时放出的热量多，供暖效果好；且水成本低、不易燃烧、安全环保。
现象③海陆风与陆海风：
白天：陆地沙石比热容小升温快，暖空气上升，海面冷空气补充→吹向海岸的风叫海陆风。
夜晚：陆地沙石比热容小降温快，陆地上方气温低，海面热空气上升，陆地冷空气补充→吹向海洋的风叫陆海风。
探究四：热量的计算
1kg水升高1℃吸热：4.2×10 J
2kg水升高1℃吸热：8.4×10 J（质量翻倍→热量翻倍）
2kg水升高50℃吸热：4.2×10 J（温度变化增大→热量成正比增大）
归纳：吸收的热量与比热容成正比，与质量成正比，与温度变化量成正比。
四、例题学习
思路：第一步求沙子吸收的热量Q吸，第二步用Δt=Q吸/(c水·m水)求水的末温。
已知：c沙=0.92×10 J/(kg·℃)，m=2kg，t =20℃，t=30℃
Q吸=cm(t t )=0.92×10 ×2×(30 20)=1.84×10 J
第二步：Δt=Q吸/(c水·m水)=1.84×10 /(4.2×10 ×2)=2.2℃
t=t +Δt=20℃+2.2℃=22.2℃
变式训练：Q吸=0.92×10 ×5×(30 20)=0.92×10 ×5×10=4.6×10 J
五、课堂练习
A组·基础题
1. 答案：D
解析：比热容是物质特性，不随质量改变（A错）；比热容还与质量和温度变化量有关（B错）；放热多少与质量、比热容、温度变化量都有关（C错）；水的比热容大，相同热量下温度变化小，煤油升高的温度大于水（D正确）。
2. 答案：C
解析：比热容是物质的一种特性，与质量、温度、吸放热多少都无关（A、B、D错），故选C。
3. 答案：4.2×10 J；比热容
B组·提高题
4. 答案：D
解析：同一热源加热相同时间，两液体吸收热量相同（C错）；甲升温更快说明甲的比热容更小（A错）；升高相同温度甲需要时间更少，吸收热量更少（B错）；加热相同时间甲升温更大（D正确）。
5. 答案：约250g
解题过程：
已知：c钢=0.46×10 J/(kg·℃)，t =560℃，t=20℃，Q放=6.21×10 J
由Q放=cm(t t)，得m=Q放/(c(t t))
= 6.21×10 / (0.46×10 × (560 20))
= 6.21×10 / (0.46×10 × 540)
= 6.21×10 / (2.484×10 )
≈ 0.25kg = 250g
六、课堂小结
1. 热量是过程量，只有在热传递过程中才有意义。
2. 比热容的定义：吸收热量与质量和温度变化量乘积之比，符号c，单位J/(kg·℃)。
3. 比热容是物质的一种特性，与质量、温度无关。
4. 热量计算公式：Q吸=cm(t t )，Q放=cm(t t)。
5. 水的比热容大→沿海温差小、取暖/冷却效果好、海陆风的形成。
七、课后作业
必做2：
已知：c铁=0.46×10 J/(kg·℃)，m=500g=0.5kg，t =200℃，t=20℃
Q放=cm(t t)=0.46×10 ×0.5×(200 20)=0.46×10 ×0.5×180=4.14×10 J
选做：北方冬天菜窖里放水桶防冻——水的比热容大，温度降低时放出的热量多，能维持窖内温度不至于过低，保护蔬菜不被冻坏。

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