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第十三章 内能
第1节 热量 比热容
1.认识热量，理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比较不同物质的吸热情况实验，体会控制变量法的作用，了解转换法的应用。
3.会用比热容解释有关现象，感受物理知识与生产生活的密切联系。
4.会进行简单的吸热、放热计算。
用热水袋取暖的过程就是热传递的过程
发生热传递的唯一条件是物体间存在温度差。
“为什么热水袋能让我们感到温暖？这里面涉及到什么物理知识？
热传递发生的条件是什么？
热量
1.定义：
在热传递过程中，传递的热的多少 叫作热量。
2.单位：
焦耳，简称焦，符号：J。
3.影响热量的因素
同种物质吸收热量与质量、温度变化量有关
①烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的时间长
烧开一壶水需要的时间长
把一壶水烧开需要的时间长
质量不同
温度变化量
不同物质吸收热量又该如何比较呢？
②把一壶水烧开和烧成温水，哪个需要的时间长
【实验】比较不同物质的吸热情况
实验器材：
烧杯、电加热器、天平、电子计时器、数字温度计、电源。
实验方法：
控制变量法、转换法
用电加热器加热水
用电加热器加热食用油
实验方案：
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，在加热液体时时，可认为液体每秒吸收的热量相同。
演示实验
进行实验
等质量的水和食用油，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。
由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
实验结果
物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。
　　1．一定质量的某种物质，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。
　　2． 比热容用符号c表示，它的单位是焦耳每千克摄氏度，符号是 J/(kg · C)。
比热容
表达式：
　　水的比热容是： 4.2×103 J/(kg · C)。
　　物理意义： 1 kg水温度升高或降低1 C时吸收或放出的热量是4.2×103 J 。
　　①单位质量的某种物质，温度降低1 C 所放出的热量，与它温度升高1 C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。
比热容
　　3．比热容的物理意义：
　　②比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。
　　2．一滴水和一桶水的比热容谁的大？
　　3．烧红的铁块和常温的铁锅，谁的比热容大？
　　1．一杯冷水和一杯热水的比热容谁的大？
　　4． 0 C 10 g 的冰和0 C 10 g 水的比热容一样吗？
想一想
一些物质的比热容
物质 比热容 c/[J/（kg·℃）] 物质 比热容
c/[J/（kg·℃）]
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 0.14×103
沙子 约0.92×103 铅 0.13×103
比热容是反应物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般不同。
当你赤脚奔跑在滚烫的沙滩上，投向蔚蓝的大海时，你也许会发现，同样在太阳照射下，为什么沙子这么烫，而海水却这么凉呢？
　　因为沙子的比热容比海水的比热容小，吸收相同热量，相同质量的沙子比海水温度上升高快，所以在烈日当空的海边玩耍，感到沙子烫脚，海水却凉凉的。
比热容的应用
常见物质中，水的比热容最大，是4.2×103J/（kg·℃）。
Q=cm t
①调节气温(水的温度难改变)
t=
Q
cm
一定质量的水，吸收(或放出)热量时，水的温度变化小，有利于调节气温。
白天，海水吸收热量，由于海水比热容大，温度上升小。
晚上，海水放出热量，由于海水比热容大，温度下降小。
白天，沙子吸收热量，由于沙子比热容小，温度上升大。
晚上，沙子放出热量，由于沙子比热容小，温度下降大。
沿海地区温差小
沙漠地区温差大
想想议议
我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中，用水作为输送热量的介质有什么好处？
由Q=cm t可知,一定质量的水与比热容小的物质相比，升高(或降低)相同温度时，水吸热(或放热)多，用水作为冷却剂或取暖调介质效果更好。
生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况？
②冷却或取暖（水的吸热、放热本领强）
热水袋取暖
水来给汽车发动机散热
打铁匠用水冷却烧红的铁
用传感器比较不同物质的比热容
如图13.1-5所示，用铁夹将温度传感器及分别
盛有质量相同的水和食用油的两支试管固定在铁架台
上，温度传感器的探头部分要分别与试管内的水和食
用油接触良好。温度传感器通过数据采集线与计算机
相连接。
在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击
“开始记录”，同时打开红外加热器的开关，对盛有水和
食用油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和食用
油的温度-时间图像，进而比较它们的比热容，
　计算物体吸收或放出的热量：
Q＝cm t
热量的计算
Q ：
吸收或放出的热量，单位：J
物质的比热容，单位： J/（kg·℃）
物质的质量，单位：kg
温度的变化量，单位：℃
Δt：
c ：
m ：
吸热时： 放热时：
例如：将一壶20 ℃的水，加热到100 ℃ ，温度的变化量 t是______;
然后又冷却到35 ℃ ，温度的变化量 t是______。
Q＝cm t
t=t末-t初
t=t初-t末
80 ℃
45 ℃
　　注意：计算时，质量m的单位必须用“千克（kg）”。若问题中给出的单位是“克（g）”，需先换算成“千克（kg）”。
Q＝cm t
　　“根据 ，比热容c与吸收的热量Q成正比，与质量m成反比。”这句话对吗？
说一说
热量
比热容
在热传递过程中，传递的热的多少
热量
热量的计算
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
单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg·℃）
物理意义
比热容
利用比热容解释现象
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
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
D
2.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示，则（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量
大于乙液体吸收的热量
D．加热相同的时间，甲液体升高的温度
大于乙液体升高的温度
D
3.一个钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，在冷却过程中放出6.21×104 J热量，这个钢件的质量为多少g （钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
解：由Q放 = cm(t0-t1)得：
　 =
=0.25kg
=250g
答：这个钢件的质量为250g
下列现象中，没有利用“水的比热容较大”这个特点的是（　　）
A．夏天在地面上洒水，人感到凉快
B．用热水袋捂手，可以保暖较长时间
C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
D．汽车发动机用水作冷却剂
A
课堂练习
解：A、夏天在地面上洒水，人感到凉快，是利用了水的蒸发吸热，故A符合题意；
B、用热水袋捂手，可以保暖较长时间，是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，可以放出更多的热量，故B不合题意；
C、生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，其温度变化不明显，故C不合题意；
D、汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，可以吸收更多的热量，故D不合题意。
故选：A。
点评：本题考查了利用水的比热容大的特性，来解释生活中的现象，属热学基础题。
用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）加热
如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（　　）
A．都加热时间t，B吸收热量比A吸收热量多
B．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
C．A的比热容与B的比热容之比为2：1
D．A的比热容与B的比热容之比为2：3
C
课堂练习
解：A、两种质量相等、初始温度也相同的不同液体，分别用两只完全相同的酒精灯加热，相同的时间内吸收的热量相等，故A错误；
B、由图象可以看出，当升高的温度相同时，A的加热时间更长，说明A吸收的热量更多，故B错误；
CD、利用热量的计算公式Q=cmΔt可知，在质量相等、吸收的热量也相同时，A的温度升高20℃，B的温度升高40℃，由公式c=Q/mΔt知，A与B的比热容之比为2：1，故C正确，D错误。故选：C。
点评：此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容，得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息，理解比热容的物理意义。
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度变化，并解释发生这种变化的原因。（操作时要注意安全！）
图钉温度会升高；手捏铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦对图钉做功，使图钉的内能增加，温度升高。
思路指导

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