2020-2021学年第十三章 内能第3节 比热容教案

第十三章  内能

第3节  比热容

课时1  探究不同物质吸热的情况

一、教学目标

1.通过实验探究，建立比热容的概念。

2.尝试用比热容解释简单的自然现象。

二、教学重难点

1.重点：比热容的概念、特点、物理意义，探究计划的制定与实施，对实验数据进行分析。2.难点：比热容概念的建立。

三、教学过程

（一）导入

新疆气候的一大特点是气温日较差大。一般是白昼气温升高快，夜里气温下降大。塔克拉玛干沙漠南沿的若羌县，年平均气温日较差为16.2℃，最大气温日较差达27.8℃。一天之内好像经历了寒暑变化，白天只穿背心仍然挥汗，夜里盖上棉被方能安眠。这些现象在全国是罕见的。

生活在沿海地区，一天的气温变化小，而内陆地区一天的气温变化大，这是为什么？

（二）新课教学

1.物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？

教学情境：分别把一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？把一壶水烧开和烧成温水，哪种情况需要吸收更多的热？

知识归纳：同一种物质，吸收的热量跟物质的质量和升高的温度都有关系；同一种物质，质量越大，升高的温度越多，吸收的热量越多。

2.比较不同物质的吸热情况

数学情境：提出问题：不同物质，在质量相等，升高的温度也相同时，吸收的热量一样吗？设计实验：使用相同的电加热器，加热质量相等的不同物质（水和食用油），使它们升高相同的温度，比较它们加热时间的多少（吸收热量的多少)。

进行实验：教师指导学生分组实验。鼓励学生动手实验，收集记录数据，鼓励学生间的交流和合作。

收集数据：

总结：质量相等的不同物质升高相同的温度时，吸收的热量是不相同的；升高相同的温度，需要加热时间长的物质，吸收热量多，吸热能力强。

3.比热容

教学情境：不同物质，在质量、升高的温度相同时，吸收的热量是不相同的，即不同物质的吸热能力是不相同的。怎样比较不同物质这种性质上的差别呢？

质量、升高的温度、吸收的热量均不同，求出吸收的热量与质量和升高的温度乘积的比，比较单位质量的物质温度升高1℃时吸收的热量。

为了表示不同物质吸热情况的不同，物理学中引入比热容这个物理量。

知识归纳：

（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，叫做这种物质的比热容。用符号c表示。

（2）单位：焦每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)。

说明：比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量。

4.比热容的特点

一些物质的比热容

总结：不同物质比热容一般不同；同种物质，物态不同，其比热容也不同；表中水的比热容最大。c水=4.2×103J/(kg·℃)。

物理意义：表示1kg的水，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×103J。

教学情境：一桶水与一杯水比较，谁的比热容大？

比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度有关吗？

知识归纳：某一种物质的比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度无关。物质的比热容由物质的种类（本身特性）、物态决定。比热容是物质的一种特性，可以用比热容来鉴别物质的种类。

四、布置作业与教学反思

课时2  热量的计算

一、教学目标

1.知道热量的计算公式。

2.能够运用热量的计算公式解决实际问题。

二、教学重难点

1.重点：热量的计算公式，公式的应用。

2.难点：利用比热容的定义推导热量的计算公式。

三、教学过程

（一）导入

我们知道比热容的单位是J/（kg·℃）,而物质吸收（或放出）的热量与物质的质量、温度和种类有关，请同学们思考能否利用一个公式具体地表示热量、温度、质量和比热容之间的关系呢？本节课我们将研究这个问题。

（二）新课教学

1.热量计算公式的推导

教学情境：如果有2kg的水，温度升高2℃，要吸收多少J的热量呢？

分析：2kg的水，温度升高1℃，要吸收2×4.2×103J的热量；则2kg的水，温度升高2℃，要吸收2×2×4.2×103J的热量。

那么如果质量为m的水，加热前初始温度为t0，加热后温度为t，那么它吸收了多少热量呢？知识归纳：如果某物质的比热容为c，质量为m，温度变化量为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt。

说明：

（1）t0、t分别表示物体的初温和末温，物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cm（t-t0）；物体的温度降低时放出的热量Q放=cm（t0-t）。

（2）此公式适用于物体温度改变时热量的计算，对物态变化的过程不适用。

2.例题讲解

（1）吸热计算

例1  把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少焦耳？［c铝=0.88×103J/（kg·℃）］  答案：1.232×105J

（2）放热计算

例2  有一根烧红的铁钉，温度是800℃,质量是1.5g,温度降低到20℃，放出多少热量？［c铁=0.46×103J/（kg·℃）］  答案：538.2J

（3）比热容计算

例3  质量为2kg的某物质吸收4.2×104J的热量后，温度升高5℃，则该物质的比热容为多少？答案：4.2×103J/（kg·℃）

四、布置作业与教学反思