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13.1 热量 比热容 学习任务单
班级：________　姓名：________　小组：________
【学习目标】
1. 能结合热传递的过程说出热量的概念和单位，知道热量是一个过程量；能说出比热容的定义、符号和单位，会说出水的比热容为 的物理意义。
2. 经历"比较不同物质吸收热量的情况"的实验探究，会用控制变量法和转换法设计实验方案，能根据实验数据归纳出不同物质吸热能力一般不同的结论。
3. 能说出物体吸收或放出热量的计算公式，会用 进行简单的热量计算，计算中物理量带单位；会用水的比热容较大解释沿海地区昼夜温差小、海陆风等生活现象，感受物理与生活的联系。
【课前任务】
1. 观察与思考：某沿海城市和某内陆城市同一天气温的变化曲线如图所示，其中内陆城市对应的曲线是________，沿海城市对应的曲线是________。
某沿海城市和某内陆城市同一天气温的变化曲线
2. 想一想：为什么沿海城市比内陆城市的昼夜温差小？
我的想法：________________________。
【课堂任务】
任务一　热量
◆ 活动：实验探究——比较不同物质吸收热量的情况
探究问题：质量相等的水和食用油，升高相同的温度，吸收的热量是否相同？
我的猜想：____________________________________。
实验设计：[实验思路]控制变量：利用相同的电加热器加热________相等的水和食用油，使它们升高相同的温度。转换法：通过比较相同质量的水和食用油升高的温度相同时加热时间的长短，判断水和食用油吸收热量的多少。
实验过程与数据记录：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。
水和食用油的加热实验装置
（1）当水和食用油升高相同的温度时，水需要的时间长，说明_________。
（2）当水和食用油吸收相同的热量时，________的温度升高得快。
[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________。
我的结论：____________________________________________。
◆ 问题链
1. 热量：在热传递过程中，传递的____________叫作热量。
2. 热量的单位：热量的单位是________，符号为________。
3. 阅读归纳——对热量的理解：（1）热量是量度在热传递过程中传递的热的多少的物理量，是一个过程量。（2）物体本身没有热量，不可以说物体"含有"或"具有"多少热量，可以说物体"吸收"或"放出"多少热量。
4. 大量实验表明：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般________。
◆ 学以致用
例1 小姜利用如图甲所示的装置比较不同物质吸收热量的情况。
比较不同物质吸收热量的情况的实验装置（甲）
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及________（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油。
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是通过比较____________来比较物质吸收热量的多少。
（3）实验中选取初温相同、________相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______________来比较不同物质吸收热量的情况。
（4）如图乙所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中____（选填"A""B"或"C"）方法读数是正确的；如图丙所示，实验中某时刻温度计示数为________℃。
温度计的读数方法（乙）与示数（丙）
（5）部分实验数据如表所示，分析数据可得出在升高的温度相同时，______（选填"水"或"煤油"）吸收的热量多。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …
煤油的温度/℃ 30 38 46 54 62 …
1.[知识点一]比较水和食用油吸收热量的情况的实验装置如图所示。
装有食用油的加热装置
装有水的加热装置
（1）图中相同的烧杯所装水和食用油的体积________（选填"相同"或"不同"）。
（2）用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收________（选填"相同"或"不同"）的热量，通过比较加热时间，即可比较它们吸收的热量。
（3）实验表明，质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，______________不同。
2.[能力提升]（烟台中考）在探究物质的吸热能力与哪些因素有关的实验中，用质量是 的水和下表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图像可以得出图线______（选填"a"或"b"）对应的物质为水，另一种物质为________，这种物质在 0～5 min 内吸收的热量为______________。
水和另一种物质的温度随时间变化图像
物质 水 酒精 煤油 蓖麻油
比热容
任务二　比热容
◆ 活动：阅读归纳——认识比热容
1. 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时______________与它的质量和升高的温度____________，叫作这种物质的比热容。比热容用符号 表示。
2. 比热容的计算公式：________________。
3. 比热容的单位：________________，符号是______________。
4. 比热容的物理意义：反映了在条件相同的情况下，物质吸收或放出热量的多少。如水的比热容为 ，表示 的水温度升高（或降低） 时吸收（或放出）的热量为______________。
5. 水的比热容比较大：（1）质量相同的水和其他物质，当吸收或放出同样的热量时，水的温度变化相对________，对调节温度有较强的作用。如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；沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大。
（2）质量相同的水和其他物质，当升高或降低相同的温度时，水会吸收或放出更多的________。如北方楼房中的暖气用水作为循环取暖的介质；汽车发动机用循环流动的水来冷却。
◆ 学以致用
例2 （武汉中考）下列事例中，与"水的比热容较大"这个特性无关的是(　　)
A. 汽车发动机用水作为冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小，适宜居住
D. 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
1.[知识点二]下表是一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是(　　)
物质 比热容 物质 比热容
水 铝
冰 干泥土 约
沙子 约 铜
A. 因为水的比热容大，所以水吸收的热量比铝多
B. 因为水的比热容比沙子的大，所以晚上海水的温度比沙滩的高
C. 比热容与物质种类有关，与状态无关
D. 夏天我们往往会在地上洒水来达到降温的效果，这是利用水的比热容较大的特点
2.[知识点二]随着我国逐步成为航天大国，出舱活动已经成为航天员工作的重要组成部分。离舱前，航天员要穿上特制的航天服。穿航天服前，还要穿上一个带有很多管子的液冷服，它一般用水作为介质，是利用了水的____________的特性。
3.[基础巩固]（广西中考）冬天，人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖，主要原因是水的(　　)
A. 密度大　　B. 密度小
C. 比热容大　　D. 比热容小
4.[基础巩固]小明在海边玩耍，感觉沙滩上的沙子很热，海水却比较凉爽。某天，他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量，绘成的温度随时间变化图像如图所示。下列分析不正确的是(　　)
沙子和海水的温度随时间变化图像
A. 早晨6时，海水的温度比沙子高
B. 6时到14时，沙子吸收的热量比海水多
C. 14时到22时，海水降低的温度比沙子小
D. 利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
5.[素养创新]炎炎夏日，小布来到一个美丽的海滨城市。他发现，这里的风常常从陆地吹向海面。他利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，这种风通常(　　)
陆地和海面之间空气流动情况的示意图
A. 发生在白天，且陆地温度较高　　B. 发生在白天，且海水温度较高
C. 发生在夜晚，且陆地温度较高　　D. 发生在夜晚，且海水温度较高
任务三　热量的计算
◆ 活动：阅读归纳——热量的计算公式
1. 物体吸收热量的公式：________________。
2. 物体放出热量的公式：________________。
3. 对公式的理解应注意的问题：（1）公式中，________表示物体初状态的温度，________表示物体末状态的温度，________表示物体升高的温度，________表示降低的温度。代入数据计算时质量 的单位为________。
（2）如果用________表示物体升高（或降低）的温度，那么物体吸收（或放出）的热量计算公式可以用________________来表达。
（3）公式适用于____________________时热量的计算。如果过程中存在着物态变化，那么不能使用该公式。
◆ 学以致用
例3 （安徽中考）一保温杯中装有质量为 ，温度为 的水。将一个质量为 、温度为 的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在 。假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为 ，则该金属块的比热容为______________。
例4 为研究物质吸收热量的情况，小华同学分别对质量都为 、初温都为 的水和煤油加热，结果水温升高到 ，不计热量损失，已知 ，，煤油的沸点为 。
（1）水吸收的热量是多少？
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，则煤油的温度能升高到多少？
【易错警示】
解题时，抓住对温度的描述字眼，"升高""升高了""降低""降低了"表示的是温度的变化量，而"升高到""降低到"表示的是物体的末温。
1.[知识点三]楼房中的暖气一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的________大。若暖气中 的水温度降低 ，则放出的热量是______________。[]
2.[知识点三]小明的爸爸从商店买回一个电磁炉，并赠送了一个可放在上面加热的水壶，正常使用时最多可盛 的水。水的比热容为 。
（1）该水壶最多可以盛多少千克的水？
（2）标准大气压下，装满一壶水，将这壶水从20 ℃加热到沸腾需要吸收的热量是多少？
3.[基础巩固]选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容____（选填"大"或"小"）。如果水箱装有质量为 的水，水温从 上升到 ，那么水吸收了______________ 的热量。。
4.[基础巩固]（镇江中考）为比较A、B两保温杯的保温性能，小红在两个保温杯中分别倒入 相同温度的热水，用温度计测量其初温 ，示数如图甲所示，______。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示，A杯中水放出的热量为______________，保温性能更好的是____（选填"A"或"B"）杯。。
保温杯中温度计的示数（甲）与水温变化图像（乙）
5.[能力提升]（成都中考）某固态物体的质量为 ，其物质的比热容为 ，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到 时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图所示）。下列说法正确的是(　　)
固态物体的温度随时间变化图像
A. 在 时间段，该物体吸收的热量为
B. 在 时间段，该物质的比热容先增大后减小
C. 在 时间段，该物体放出的热量为
D. 该物质在 时间段的比热容等于在 时间段的比热容
【课后任务】
1. 生活解释：北方楼房中的暖气用水作为循环取暖的介质，汽车发动机用循环流动的水来冷却，都是利用了水的什么特性？请向家人说明其中的道理，并再举一个生活中利用水的这一特性的例子。
2. 实践观察：晴热的白天，沙子摸起来很烫而海水比较凉爽；到了傍晚，沙子凉了，海水却还比较暖。请你用比热容的知识解释这一现象，并把你的解释讲给同学听。
【参考答案】
【课前任务】
1. 内陆城市对应的曲线是 a，沿海城市对应的曲线是 b（a 曲线昼夜温差大，b 曲线昼夜温差小）。
2. 内陆城市沙石较多，沿海城市水较多，由于水的比热容大，吸收或放出相同热量时，水的温度变化比沙石小。
【课堂任务】
任务一　热量
活动：我的猜想（合理即可）：质量相等的水和食用油，升高相同的温度，吸收的热量可能不同（水吸收的热量可能更多）。实验设计：质量。实验过程：（1）水吸收的热量比食用油多；（2）食用油。[实验结论]多。我的结论（示例）：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不同，水的吸热能力比食用油强。
问题链：1. 热的多少　2. 焦耳，符号为 　4. 不同（第3条为阅读归纳，答案见题目表述）
学以致用：例1：（1）秒表（2）加热时间（3）质量；升高的温度（4）B；66（5）水
1.[知识点一]（1）不同（2）相同（3）吸收的热量
2.[能力提升] b；煤油；　解析：相同时间内吸收的热量相等，相同时间内 b 升温慢（5 min 内只升高 ），b 为水；a 为煤油，5 min 内由 20 ℃升高到 60 ℃，升高了 40 ℃，其在 0～5 min 内吸收的热量：
我的结论（示例）：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不同，水的吸热能力较强。
任务二　比热容
活动：1. 吸收的热量；乘积之比
2. 比热容的计算公式：　3. 焦每千克摄氏度；　4. 　5.（1）较慢（2）热量
例2. B
（解析：人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是利用了水蒸发吸热具有致冷作用，与水的比热容较大无关；A、C、D都是利用水的比热容较大这一特性。故选B。）
1.[知识点二] B
（解析：A中没有说明水和铝的质量相同、升高的温度相同，水吸收的热量不一定比铝多，错误；B中水的比热容比沙子的大，夜晚放出相同热量时海水降温慢，海水的温度比沙滩的高，正确；C中比热容与物质种类有关，还与状态有关，如水与冰的比热容不同，错误；D中在地上洒水降温是利用水蒸发吸热，不是利用水的比热容较大，错误。故选B。）
2.[知识点二]比热容大
3.[基础巩固] C
4.[基础巩固] B
（解析：早晨6时海水的温度约15 ℃，沙子的温度约10 ℃，海水比沙子高，A正确；6时到14时，由于沙子和海水的质量未知，仅由温度变化无法比较它们吸收热量的多少，B错误；14时到22时，沙子降低约23 ℃，海水降低约7 ℃，海水降低的温度比沙子小，C正确；质量相等时，利用此图像通过升高相同的温度比较加热（照射）时间，可以比较海水和沙子的比热容，D正确。故选不正确的B。）
5.[素养创新] D
（解析：夜晚海水温度较高，海水上方空气受热上升，近海面处气压低，风从陆地吹向海面，高空空气从海洋流向陆地，与示意图相符，故这种现象发生在夜晚，且海水温度较高。故选D。）
任务三　热量的计算
活动：1. 物体吸收热量的公式：　2. 物体放出热量的公式：　3.（1） 表示物体初状态的温度， 表示物体末状态的温度， 表示物体升高的温度， 表示降低的温度；质量m的单位为 。（2）；。（3）不发生物态变化
例3 该金属块的比热容为 。解析：
水吸收的热量 ，金属块放出的热量 ，由题意知 ，即
则该金属块的比热容：
例4. 解：(1)水吸收的热量：
答：水吸收的热量是 。
(2)由题意知煤油吸收的热量：
由 得煤油升高的温度：
煤油升高到的温度：。由于 低于煤油的沸点 ，符合实际。
答：煤油的温度能升高到130 ℃。
1.[知识点三]比热容；
暖气中放出的热量：
2.[知识点三] 解：(1)壶中盛满水时，水的质量：
答：该水壶最多可以盛2.5 kg的水。
(2)标准大气压下水的沸点是100 ℃，将这壶水从20 ℃加热到沸腾吸收的热量：
答：需要吸收的热量是 。
3.[基础巩固]大；
水吸收的热量：
4.[基础巩固] 80 ℃；；A。解析：由图甲知初温 ；由图乙知A杯中水从80 ℃降到30 ℃，放出的热量：
B杯降温更快、放出的热量更多，故保温性能更好的是A杯。
5.[能力提升] D
（解析： 时间段为固态吸热升温过程， 时间段为固态放热降温过程，两时间段物质均为固态，比热容相同，D正确； 时间段包含吸热升温和熔化过程，熔化时也吸收热量，吸收的热量大于 ，A错误； 时间段物质处于液态，比热容保持不变，B错误； 时间段为凝固过程，放出的热量等于该物质熔化时吸收的热量，不能用该式计算，C错误。）
【课后任务】（示例）
1. 都利用了水的比热容较大这一特性。质量相同的水和其他物质相比，降低相同的温度时，水放出的热量更多，供暖时间更长；升高相同的温度时，水吸收的热量更多，冷却效果更好。举例：热水袋取暖（或沿海地区昼夜温差小等，合理即可）。
2. 白天，沙子和海水在阳光下吸收相同的热量，沙子的比热容较小，温度升高得多，摸起来很烫；海水的比热容较大，温度升高得少，比较凉爽。傍晚放出热量时，沙子降温快，海水降温慢，所以海水还比较暖。

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