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§13.3 比热容
人教版 九年级 物理 全一册
第十三章 内能
主 讲：xx
时 间：2023.9.11
[来自大自然的疑问]
在相同的太阳的照射下,为什么海水和沙子的温度不一样呢
中午,沙子很烫而海水很凉
夜晚 ,沙子凉而海水很暖和
01
不同物质吸热情况
02
比热容
03
比热容的应用
04
热量的计算
01
不同物质吸热情况
研究不同物质吸热情况实验
01-不同物质吸热情况
[来自大自然的疑问]
在相同的太阳的照射下,为什么海水和沙子的温度不一样呢
中午,沙子很烫而海水很凉
同样的日照条件
沙子热得烫脚
吸收相同的热量
沙子升高的温度多
海水却很凉爽
海水升高的温度少
是否因为沙子和水是不同的物质？
海水
沙滩
[提出问题] 相同日照情况下，为什么海水和沙子的温度不一样
[作出假设] 不同种类的物质吸热本领可能不同。（可能是沙子吸热升温都比水快的缘故）
[设计实验] 如何判断物质吸热本领的大小 ？
方法一：取质量相同的不同物质，让它们吸收相同的热量，即加热相同的时间，比较温度升高的度数，温度升高少的物质吸热能力强。
方法二：取质量相同的不同物质，让它们升高相同的温度，比较吸收热量的多少，即加热时间的长短，吸收热量多的物质吸热能力强。
01-不同物质吸热情况
[实验器材] 相同的酒精灯、食用油、水、温度计、停表、天平等
[实验步骤]
① 用托盘天平称取相同质量的食用油和水；
② 如图组装好实验装置，加热前观察温度计
的示数，记录食用油和水的初始温度；
③ 同时开始加热、每隔1分钟记录一次温度；
④ 分析实验数据，讨论交流，得出结论。
·实验：比较不同物质吸热情况
保证 物质吸收的热量相同
食用油
01-不同物质吸热情况
相同时间内
[实验数据表格]
·实验：比较不同物质吸热情况
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
食用油的温度/℃
水的温度/℃
01-不同物质吸热情况
30
40
50
60
70
0
1
2
3
4
5
温度/℃
t/min
食用油
食用油
[实验改进]
01-不同物质吸热情况
·实验：比较不同物质吸热情况
01-不同物质吸热情况
·实验：比较不同物质吸热情况
01-不同物质吸热情况
30
40
50
60
70
0
1
2
3
4
5
T/℃
t/min
[实验数据表格]
·实验：比较不同物质吸热情况
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 30 31 33 37 42 46
食用油的温度/℃ 30 33 38 51 61 70
食用油和水的初始温度为____℃；
①在5分钟内，水升高了____℃，食用油升高了____℃，说明吸收相同的热量，______升高的温度高。
②食用油和水都升高3℃，水用了____分钟，而食用油用了____分钟，说明升高相同温度时，______用时较多， ______可以吸收更多的热量。
01-不同物质吸热情况
30
16
40
食用油
2
1
水
水
食用油和水的初始温度为____℃；
①在5分钟内，水升高了____℃，食用油升高了____℃，说明吸收相同的热量，______升高的温度高。
②食用油和水都升高3℃，水用了____分钟，而食用油用了____分钟，说明升高相同温度时，______用时较多， ______可以吸收更多的热量。
30
16
40
食用油
2
1
水
水
[实验结论]
[实验结果表明]
物质的吸热本领与物质的种类有关。
不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。
01-不同物质吸热情况
30
40
50
60
70
0
1
2
3
4
5
温度/℃
t/min
食用油
水
①质量相等的食用油和水，
水升高的温度少。
加热相同的时间，
吸收相同的热量，
②质量相等的食用油和水，
水的加热时间长。
升高相同的温度，
水吸收的热量多。
水可以容纳更多的热量
水可以容纳更多的热量
（1）小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向_____端调节；调节天平平衡后，为称取质量相等的沙子和水，小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上，称取完成后，天平平衡时的场景如图2所示，则小强在称取中存在的问题是__________________________________________。
（2）图3中该同学使用玻璃棒轻轻地搅拌液体目的是：_______________；
1.在探究不同物质吸热升温的现象实验中
右
不能移动游码（称取的沙子和水质量不相等）
使液体受热均匀
（3）实验中某时刻温度计的示数如图4所示，其读数为____℃。
（4）小强根据图5所示的温度随时间变化图像，用了两种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢： ①在相同的时间内比较__________，温度变化小的，吸热本领____； ②升高相同的温度比较___________，消耗时间短的，吸热本领____；
请思考一下，若温度变化和消耗时间都不同，如何比较吸热本领的强弱？
1.在探究不同物质吸热升温的现象实验中
35
（或）
温度变化
所用的时间
强
弱
吸热本领强的意思就是：吸收了大量热,温度也没发生什么变化。
就好像某人抗击打能力强,意思就是:被打了很多下,身体也没受多大伤害。
反过来说,温度只升高一点点,就能吸收很多很多的热,正好就是吸热本领强,也就是比热容大的意思。
C(食用油)
D(水)
如果把C当成食用油，D当成水
①吸收相同热量(挨相同次数的打)，D的吸热能力强一些(抗挨打能力强)；
②C和D都升高相同的温度(都打到发怒)，D需要吸收更多的热量(挨更多的打)。
得出:D的吸热能力强(抗击打能力强)
被打2下
被打10下
01-不同物质吸热情况
通过前面的实验我们知道：不同物质吸热的能力不同。
那应该怎样比较不同物质的吸热能力
我们来看物理学家通过实验获取的数据:
1千克的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量。
1千克的煤油，温度升高1℃，需要吸收2.1×103焦的热量。
3千克的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103焦的热量。
01-不同物质吸热情况
比较水与煤油吸热的能力
物质 质量m（kg） 升高的温度 Δt（℃） 吸收的热量 Q吸
水 1 1 4.2×103
煤油 3 2 12.6×103
4.2×103
2.1×103
1kg物质，温度上升1℃所需的热量 （）
类比物体运动快慢的比较，我们可以计算出1kg的物质，温度每升高1℃时吸收的热量，即可进行比较：
比较物质吸热能力的方法
比热容
02
比热容
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
02-比热容
1、物理意义：
热量Q 的单位：焦耳(J)
质量m 的单位：千克(kg)
温度变化量 t 的单位：摄氏度(℃)
用来比较物质吸热能力的物理量。
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，叫做这种物质的比热容，用c表示。
3、公式：
Δt = t末 - t初
02-比热容
6、比热容是物质自身的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
4、单位：J/(kg·℃) ，读作“焦每千克摄氏度”
5、大量实验证明，单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，数值上也等于它的比热容。即与它温度升高1℃所吸收的热量相等。
7、水的比热容：4.2×103 J/(kg·℃)
含义：1千克的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103 J的热量。
或者，1千克的水，温度降低1℃，需要放出4.2×103 J的热量。
02-比热容
常见物质的比热容
1.不同物质，比热容一般______。
2.同种物质在不同状态时，比热容______。
3.____的比热容最大，约是砂石的4.5倍。
4.除水银外，大多数液体的比热容_____固体的比热容。
不同
不同
水
大于
02-比热容
①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，它只与物质的种类和状态有关。如：水结冰后，冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
②比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。比热容也可以理解为反映了物质对冷热反应的灵敏程度，比热容越小，对冷热反应越灵敏。
③不同物质的比热容一般情况下是不同的，因此可以用比热容来鉴别物质的种类。
1、比较不同物质吸热的情况
(1) 实验方法：___________、________。
①控制变量法：①控制不同物质的质量相同，吸收热量相同，比较升高的温度，从而比较吸热能力大小；②控制不同物质的质量相同，升高的温度相同，比较吸收的热量，从而比较吸热能力的大小。
②转换法：由于物质吸收的热量不容易测量，可以通过转换法，将物质吸收热量的多少转换成加热时间，因此比较_________________，就可以比较得出吸收热量的多少。
(2) 实验设计：①液体的选取，应保证液体的_______相同。
②用到的测量器材有________、_______、_______。
③选用相同热源的目的是保证在_____________________________________。
控制变量法
转换法
加热时间的长短
质量
温度计 天平 秒表
相同的时间内液体吸收的热量相同
1.比较不同物质吸热的情况
④在该实验中，可以通过观察__________________，比较加热时间的长短来判断物体的吸热能力；也可以通过加热相同的时间（_________________）,比较 ____________来判断物体吸热的能力。
(3)结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量_______，物理学中用________表示不同物质吸热能力的这种特性。
2、比热容
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。
②公式： ，单位： J/(kg·℃)
③物理意义：描述物质___________的物理量
升高相同的温度
吸收相同的热量
升高的温度
不同
比热容
Q
m t
c =
吸热能力
03
比热容的应用
比热容：
Q
m t
c =
质量相等的物体，
吸收相同的热量，
比热容大的物体，
温度变化小。
03-比热容的应用
水的吸热能力比别的物质_____(强、弱)。
相同质量的水，水吸收相同热量比别的物质_____(快、慢)。
强
慢
Q
m c
t =
比热容越大，物体的吸热(或放热)能力越强，温度变化越小。
在质量相同时，比热容大的物质，吸收相同的热量时，升温慢。而升高相同的温度时，吸热更多。
03-比热容的应用
①用热水取暖
因为水的比热容比油的大，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。
不考虑成本，暖气用水好，还是用油好
②用冷水
冷却发动机
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。
汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处
水的比热容比较大的生活应用
③调节气候
03-比热容的应用
水的比热容比较大的生活应用
因为海水与沙子受光照时间相同，所以它们吸收的热量相同，但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。
晚上没有光照时，海水和沙子放出相同热量时，海水降低的温度比沙子的小。所以海水温度高，沙子温度低。
为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小
城市人工构筑物（沙石）吸热快而比热容小，在相同的太阳照射条件下，它们比郊区的自然下垫面 (绿地、水面等)升温快，吸收热量多，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
所以在城市会多种绿植，修建人工湖等。
城市的“热岛效应”
03-比热容的应用
体温计中为什么用水银作测温物质 用水可以吗
因为水银的比热容小，与质量相同的水比较，吸收相同热量时，温度变化量大，温度计的示数变化明显，便于精确读出温度。
c水 = 4.2×103 J/(kg·℃) c水银 = 0.14×103 J/(kg·℃)
1.关于物质的比热容，下列叙述正确的是（ ）
A. 20℃的水比80 ℃的水的比热容大
B. 一杯水的比热容比半杯水的比热容大
C. 一杯煤油用去一半， 它的比热容减为原来的二分之一
D. 玻璃被打成碎片后比热容不变
E. 物质的比热容跟它的质量成反比，跟它吸收(或放出)的热量成正比
F. 物体的质量越大，它的比热容就越大
G. 比热容是物质自身的性质，与质量、吸收的热量、温度变化无关
H. 不同物质的比热容一定不同
I. 同种物质，状态不同，比热容可能不同
J. 让同一杯水先放出100J的热量，再放出200J的热量，比热容减小
DGI
2.炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是（ ）
A.水的比热容比石头的大，水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低
B.水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少
C.石头的吸热能力强，因此石头升温快
D.这是小明的错觉造成的，实际上岸上石头与水的温度相同
B
04
热量的计算
04-热量的计算
m t
比热容：
Q
c =
Q
= cm t
吸热升温：
质量 m，初温 t初，末温 t末
t末＜ t初 t = t初- t末，
物体温度升高时，吸收的热量Q吸：
Q吸=cm t =cm(t末- t初)
物体温度降低时，放出的热量Q放：
Q放=cm t =cm(t初- t末)
t末＞ t初 t= t末- t初，
04-热量的计算
Q吸= cm t =cm(t- t0)
物质的质量m，单位：kg
改变的温度 t ，单位：℃
吸收或放出的热量Q吸或Q放，单位：J
物质比热容c，单位：J/(kg·℃)
04-热量的计算
[例1] 有一根烧红的铁钉，温度是800℃，质量是1.5g。它的温度降低到20℃，要放出多少热量 已知c铁=0.46×103 J/(kg·℃)
已知：
m=1.5g
t初=800℃
t末=20℃
c铁=0.46×103J/(kg·℃)
=1.5×10-3kg
求：铁钉放出的热量
Q放
解：
Q放 = cm(t初- t末)
= 0.46×103J/(kg·℃)×1.5×10-3kg ×(800℃ - 20℃)
= 538.2 J
答：铁钉放出538.2J的热量。
04-热量的计算
[例2] 在一个标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是2.73×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到多少摄氏度
已知：
m水=8kg
Q放=2.73×106J
c =4.2×103J/(kg·℃)
解：根据公式Q= cm t ，水升高的温度为：
= 81.25℃
答：水的末温为100℃ 。
Q放
m水 c
t =
=
8kg × 4.2×10-3J/(kg·℃)
2.73×106J
由于t初+ t = 20℃+ 81.25℃ =101.25℃ > 100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃不变，故水的末温为100℃。
04-热量的计算
[例3] 将质量、初温分别相等的铁块和铝块放在沸水中煮一段较长的时间（c铁 < c铝），比较它们吸收热量的多少，正确的是（ ） A．铁块和铝块吸收的热量一样多
B．铝块比铁块吸收的热量多
C．铁块比铝块吸收的热量多
D．条件不足，无法确定
Q吸
Q铁吸比较：
= c m (t末- t初)
已知：
c铁t铁初= t铝初
m铁= m铝
t铁末= t铝末
B
04-热量的计算
[例4] 两个质量、初温相等的A球和B球，先将A球放入100℃沸水中，当A球与水温相等时取出A球，此时温度都为90℃，同时放入B球，当B球与水温相等时取出B球，此时温度为80℃，不考虑水的蒸发，比较A球的比热容cA ______B球的比热容cB 。
mA = mB tA初 = tB初
tA末=90℃ tB末=80℃
小于
100℃
90℃
A
80℃
B
Q水放= QA吸
-10℃
-10℃
Q水放= c水 m水· 10℃
= cA mA (tA末- tA初)
= cA mA (90℃- tA初)
Q水放= QA吸
Q水放= c水 m水· 10℃
= cB mB (tB末- tB初)
= cB mB (80℃- tA初)
A
B
1.图为海风形成的示意图，海风形成的根本原因是：与海洋相比，陆地的（ ）
A.比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B.比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C.比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D.比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
2.已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) ，用一次性纸杯倒满开水(约200-300g)，温度降低到可以饮用时，放出的热量最可能是（ ）
A.1×104J B.6×104J C.1×105J D.3×105J
A
B
3.甲、乙两个物体的比热容之比为2: 1.若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为3: 1，则甲、乙两个物体的质量之比为( )
A.1: 2 B.2:1 C.3:2 D.4:1
4. [多选] 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ）
A.质量相等的水和酒精，吸收相等的热量后(均未沸腾)， 酒精的温度变化较大
B.质量相等的铝块和铜块吸收相等的热量后，铜块的温度一定较高
C.水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多
D.质量相等的水和煤油，吸收相等热量(均未沸腾)，煤油温度升高得较多
C
几种物质的比热容 J/(kg·℃)
水 酒精 煤油 冰 水银 沙石 铝 铜
4.2×103 2.4×103 2.1×103 2.1×103 0.14×103 0.92×103 0.88×103 0.39×103
AD
01-不同物质吸热情况
物质的吸热本领与物质的种类有关。不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。
烧开一壶水比烧开半壶水，需要吸收的热量更多。
烧开一壶冷水比烧开一壶温水，需要吸收的热量更多。
对同种物质而言，物质吸收的热量与物质的质量和升高的温度有关。
01-不同物质吸热情况
对同种物质而言，物质吸收的热量与物质的质量和升高的温度有关。
水
变量
变量
控制变量法
转换法
水、容器、电子天平、电子计时器、数字温度计、电加热器、电源。
01-不同物质吸热情况
·实验：水吸收的热量Q吸与升高的温度Δt的关系
t/s
Δt/℃
水的质量一定时，水吸收的热量Q吸与升高的温度Δt成正比。
t初/℃ 40 40 40 40 40 40 40
t末/℃ 41 42 43 44 45 46 47
Δt/℃ 1 2 3 4 5 6 7
t/s 48 99 145 196 245 297 349
01-不同物质吸热情况
·实验：水吸收的热量Q吸与质量m的关系
改变水的质量，每次水的温度升高2℃，测量并记录加热时间。
m/g 100 120 140 160 180 200
t/s 86 99 120 135 154 175
t/s
m/g
t/s
水的质量一定时，水吸收的热量Q吸与升高的温度Δt成正比。

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