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第十三章 内能
第1节 热量 比热容
1.知道热量的概念及单位。
2.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
3.通过探究实验掌握控制变量法，了解转换法的应用。
4.能用比热容解释简单的自然现象，感受物理和生活的密切关系。
5.会进行简单的吸热、放热计算。
西部之旅
新疆地区有句谚语：“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”。你知道其中的原因吗？
热量
②热传递的过程中，传递热的多少叫作热量，热量的单位是焦耳，符号为J，1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
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。
1.天然气烧水的过程中，天然气吸收还是放出热量，水吸收还是放出热量？
用同样的设备，烧开一壶水和烧开半壶水需要的时间一样吗？
思考与讨论：
用同样的设备，将一壶水烧开和将一壶水烧成温水需要的时间一样吗？
水吸收的热量跟什么有关？
用同样的设备，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，即烧开一壶水比烧开半壶水需要吸收的热量多。
同样，把一壶水加热至沸腾比把它加热成温水需要的时间长，需要吸收的热量多。
可见，水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
问题：
水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量相同吗？
水和食用油，在质量相等、吸收相同的热量时，升高的温度相同吗？
实验：比较不同物质吸收热量的情况
本实验需要先选定两种不同物质，比如水和食用油，让它们质量相等且升高相同的温度，再比较它们吸收热量的多少。
实验思路
学生电源、规格相同的电加热器、水、食用油、烧杯、温度计、细线、秒表、天平等。
实验器材
控制变量法
相同的电加热器加热的时间
转换法
实验数据记录表格

实验结论：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____。
液体 质量m/g 初温t0/℃ 末温t/℃ 升高的温度 (t－t0)/℃ 加热时间T/min
水
食用油
多
质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量不同。
实验结论
方案一：质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，对水加热的时间长，水吸收的热量多，水的吸热能力强。
方案二：等质量的水和食用油，吸收相同的热量（加热相同的时间），食用油温度变化大，水的温度变化小，水的吸热能力强。
质量相等的不同物质，在吸收相同的热量时，升高的温度不同。
不同的物质吸热能力不同
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，叫作这种物质的比热容。
2、符号：
c
3、公式：
即
4、单位：
J（焦耳）
℃（摄氏度）
kg（千克）
比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。
或J·(kg·℃)-1
J
kg·℃
质量相等的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等。
注意：
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。
（1）质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。
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。
应用：
（2）质量相同的不同物质，要使它们上升同样的温度时，比热容较大的物质吸收的热量较多。
比热容大的物质适宜作为加热和散热的介质。
用冷水冷却发动机
因为水的比热容较大，冷水升温，需要吸收更多的热量，起到冷却效果。
因为水的比热容较大，水降温，需要放出更多的热量，达到防冻效果。
傍晚往秧苗田里灌水
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高（或降低）相同温度时， 吸收（或放出）的热量多，用水作为介质效果好。
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？生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况？
1.冬天，社区户外工作人员常用热水袋进行取暖。热水袋的内部液体主要是水，这是利用了水的(　　)
A.比热容大
B.温度高
C.沸点高
D.凝固点低
学以致用　
A
2.煤油的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，一桶煤油的质量是15 kg，倒出一半后，桶内剩余煤油的质量是_____ kg，比热容是___________ J/(kg·℃)。
7.5
2.1×103
问题①：1kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？
问题②：2 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？
问题③：2 kg水温度升高50 ℃吸收的热量是多少？
请推导热量的计算公式。
（1）物体吸收热量计算公式：Q吸＝cm(t－t0)。
（2）物体放出热量计算公式：Q放＝cm(t0－t)。
以上两个公式，都可以用Q＝cmΔt来表示。
热量的计算
m 表示物质的质量，单位：kg
△t表示改变的温度，单位：℃
C 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）
Q 表示吸收或放出的热量，单位：J
[例题]某温泉度假村利用地热水作为房间洗浴用水，请计算：质量为100kg的地热水，温度从70℃降低到20℃，放出的热量是多少？［c水=4.2×103J/(kg·℃)］
解：地热水放出的热量
Q放 = c水m(t0-t)
= 4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)
= 2.1×107J
注意区分温度“升高到”和“升高了”。
例题1
质量为4kg、温度为18℃的铁块加热到68℃，铁块吸收的热量是多少？铁块的比热容为0.46×103J/(kg·℃)。
例题2
已知甲、乙两种液体的质量之比为3:2，当它们吸收的热量之比为5:7时，升高的温度之比为2:3，则甲、乙的比热容之比为______.
5:7
两个相同的容器内分别装有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。下列说法正确的是( )
A.加热相同的时间，甲液体吸的热量多
B.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C.甲、乙两种液体升高相同的温度，甲吸收热量多
D.吸收相同的热量，甲液体升温比乙液体多
例题3
甲
乙
D
例题4
在标准大气压下,一质量为3kg的金属块被加热到500℃后,立即投入质量为2kg、温度为20℃的冷水中,不计热量损失,不考虑水的质量变化，最终水的温度升高到80℃,铁块吸收的热量是多少？c水=4.2×103J/(kg·℃)，求:
(1)水吸收的热量；
(2)金属块的比热容；
(3)取出金属块后，给80℃的水继续加热，水又吸收的了2.1×105J的热量，求水的末温。
热量 比热容
比热容
热量
单位：J/( kg ℃)
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。
物理意义：不同物质的吸热本领
在热传递过程中，传递的热的多少
单位：J
比热容的应用
热量的计算
热量的计算：Q＝cmΔt
比热容的定义式：c＝
1.下列事例能说明物质吸收的热量与物质种类有关的是（ ）
A.质量相等的水，温度升高5℃，它们吸收的热量相等
B.质量相等的水和煤油，温度都升高5℃，水吸收的热量比煤油多
C.质量相等的水，温度分别升高10℃和5℃，它们吸收的热量不相等
D.质量不相等的水，温度都升高10℃，它们吸收的热量不相等
B
2.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。请从比热容的角度分析，与沿海地区相比，新疆这些地区昼夜温差大的原因是什么。
答： 新疆沙漠地区的砂石多，白天太阳照射，砂石吸收热量，由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温升得很高；晚上，砂石放出热量，砂石的比热容小，温度变化大，气温降得很低，故会出现早晚冷、中午热的现象。

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