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第十三章 内能
第1节 热量 比热容
素养目标
物理观念：了解比热容概念及单位，知道其是物质的属性，会查比热容表并了解常见物质比热容大小关系，明确热量概念及单位，掌握热量的计算。
科学思维：通过实验探究物质吸放热情况以建立比热容概念，并了解物理学中常用的比值定义法这一科学方法。
科学探究：通过科学探究，体会控制变量法和转换法在实验过程中的应用，学会分析和处理实验数据，总结发现物理规律。
科学态度与责任：在学生体验科学探究过程中激发主动学习兴趣，借演示实验培养其乐于观察、勤学好问的科学态度，鼓励查找资料以养成自主学习习惯。
在学习物态变化时，我们经常说物体吸热或放热。例如在烧水（如图）的时候，水会吸热，我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢？
夏天的中午时分，同样在太阳底下暴晒的铁块和水，哪个温度高？哪个吸收的热量多呢？
热量：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量
单位：焦耳（J）
思考：怎样能让客人快速喝上开水呢？
方法1：烧半壶水；因为烧一壶水吸收的热量要多一些。
方法2：用温水烧开；因为把冷水烧开吸收的热量要多一些。
质量、升高的温度。
那么物质吸收热量的多少和什么因素有关？
比较不同物质吸收热量的情况
如图所示，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。比较水和食用油，哪个吸收的热量多？
控制变量法
如何知道哪种物质吸热比较多？
升高相同的温度，比较加热时间
转换法
物质 质量m/g 初温t0/℃ 末温t0/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 100 19 50 31 1min34s
食用油 100 19 50 31 1min5.6s
实验表明：质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多。
保证加热相同时间，物质吸收的热量相同。电加热器加热时稳定，而酒精灯会受到火焰大小的影响，不能保证在相同时间内放热相同。
还可以通过比较加热相同时间升高的温度。实验步骤与前面实验类似，记录数据不同，也要采用控制变量法。
实验中，为何采用相同规格的电加热器和烧杯？为什么用加热器加热而不用酒精灯加热？
还可以采用什么方法来比较物质吸热能力？
交流评估：
1.加热时间的长短：代表吸收热量的多少。
2.注意器材的使用：温度计、天平、停表。
3.水和食用油的初始温度一定要相同吗？
一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量（Q）与它的质量（m）和升高的温度（ t）乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。
焦每千克摄氏度，符号J/(kg · ℃)
比热容
定义：
单位：
公式：
比热容
单位：J/(kg·℃)
吸收(或放出)的热量
单位：J
质量
单位：kg
升高(或降低)的温度
单位：℃
例题 下表是一些物质的比热容【J/（kg·℃）】，根据表中数据，下列判断正确的是（ ）
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同热量，铜块温度变化较大
D.寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大
C
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 约0.84×103
沙子 约0.92×103 铜 0.39×103
为什么在同样的太阳照射下，沙子和海水的温度变化如此不同呢？
因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子大，所以海水升温比沙子慢；因此白天海水温度低，沙子温度高。
水比热容大的应用
水比热容大的应用
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，用水做冷却剂或取暖效果好。
如图人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是为什么？
水比热容大的应用
水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，夜晚降温时，由于水比热容较大，放出一定热量时，温度降低得少，对秧苗起了保温作用。
如图，水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量多，可以作冷却剂或取暖。
（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气温。
（3）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。
水比热容大的应用
拓展实验：用传感器比较不同物质的比热容
热量的计算
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
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
Q= cmΔt
热量的计算
吸热公式Q吸= cm(t-t0)
放热公式Q放= cm(t0-t )
Q= cmΔt
Q：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80℃
降低到80℃
升高了80℃
降低了80℃
末温 t 为80℃
温度差Δt=80℃
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
Q= cmΔt
公式推导：
课堂小结
热量和比热容
热量
比热容
单位：焦耳（J）
符号：Q
概念：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。
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。用符号c表示。
焦每千克摄氏度，符号J/(kg · ℃)
定义：
单位：
公式：
水的比热容大的应用
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
C
课堂练习
2.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（ ）
A.质量 B.密度
C.比热容 D.沸点
A
课堂练习
3.为了比较两种不同液体的吸热性能，用如图所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法正确的是（ ）
A.实验要保证两种液体的体积相同
B.实验中，若升高的温度相同，则加热时间
长的液体比热容较大
C.实验中，若加热时间相同，则温度升高较
多的液体比热容较大
D.实验中，两种液体吸收热量的多少可以通
过液体升高的温度比较
B
课堂练习
4.某中学用焦炭作为燃料供应开水，焦炭放出1.26×106J的热量。若这些热量全部被10kg的煤油吸收，能使煤油的温度升高_______（煤油未沸腾）度;若这些热量有25%被水吸收，能将______kg的水从25℃加热到100℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），
c煤油=2.1×103J/（kg ℃）]
60
1
课堂练习

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