初中物理苏科版（2024）九年级上册（2024）三、物质的比热容教学课件ppt

这是一份初中物理苏科版（2024）九年级上册（2024）三、物质的比热容教学课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了CONTENTS，教学难点，PARTONE，PARTTWO，比热容，PARTTHREE，热量的计算，×104，×103等内容，欢迎下载使用。
1. 了解热量的概念、单位；2. 探究物质吸收（或放出）的热量与哪些因素有关，3. 知道物质的比热容的定义、表示，是物质的一种物理属性。4. 掌握利用比热容公式进行有关计算；5. 水的比热容较大及其应用；6. 热量的计算。
1.探究物体吸收（或放出）热量与哪些因素有关； 2.比热容及其计算； 3.水的比热容较大及其应用。
1.温度、热量、能量等概念辨析； 2.比热容的应用； 3.热量计算的综合应用。
如图（a）、（b），同一天盐城的日温差比新疆库尔勒小，你能解释这一现象吗？
由上节内容可知，热传递是改变物体内能的一种方式。1.热量：物理学中，把物体在热传递过程中转移的能量叫作热量, 用符号Q 表示。2.热量的单位：热量的单位与能量的单位相同，也是焦(J)。
3.温度、热量、能量的概念的联系与区别（在热传递中）①热量不能说含有（是一个过程量）、温度不能说传递；②热量与能量：在热传递过程中转移的能量叫作热量。
将一壶水放在煤气灶上加热，在水沸腾前，加热时间越长，水温越高， 水吸收的热量越多。在相同条件下，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，说明升高相同温度，水的质量越大，吸收的热量越多。
有更多的事实说明，物体在热传递过程中，吸收(或放出)的热量与升高(或降低)的温度和物体的质量有关。除此以外，是否还与其他因素有关呢?
初夏的中午，小明和小华去海边游玩，如图12-21所示。他们赤脚走在干燥的沙滩上，觉得沙子很烫；而走到海水中时，感觉到海水很凉。同样都是在太阳光照射下，为什么海水和沙子的温度不一样呢?
可能是沙子和水吸收相同热量时升高的温度不相同，沙子升温比水快。
将质量均为50g 的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用温度计测出室温， 即为此时沙子和水的温度。如图12-22所示，用红外灯均匀照射两个瓷盘 4 min 后，再用温度计分别测出沙子和水的温度。
图12-23是在红外灯照射一段时间后用红外热成像仪拍摄的红外照片。仪器显示，此时沙子的温度为55.4℃,水的温度为30.7℃。
1.质量相等的沙子和水，加热相同的时间，哪种物质升温快?2.质量相等的沙子和水，升高相同的温度，哪种物质需要的加热时间长?
信息快递：如果热源和加热方法相同，可以认为相同时间内物体吸收的热量大致相等。
为了“比较水和沙子吸热升温情况”，小明做了下列的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表所示：
为了进一步探究物体吸收（或放出）的热量与哪些因素有关，我们进行如下实验探究：
1.根据实验数据描绘两种物质的温度随加热时间变化的图像（见下页）；2.根据实验数据或图像所反映的情况讨论水和沙子吸热性质的差异。
实验表明，相同质量的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温快。
大量实验表明，物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。
由此推理可知，要升高相同的温度，水的加热时间更长，即吸收的热量更多。
换用其他不同物质进行实验，所得结果是类似的。由此可见，不同物质在质量相等、升高(或降低)温度相同的条件下，吸收(或放出)的热量不相等 。
由此，且结合前面我们烧开一壶水得到的初步结论，可归纳为：
1.比热容描述不同物质吸放热的性质：为了描述不同物质吸放热的性质，物理学中引入了比热容这一物理量。
2.比热容的定义：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容。
4.比热容用c表示，单位是焦/(千克 · 摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。比热容是物质的一种物理属性。
3.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
m的单位：千克（kg）
∆t的单位：摄氏度（℃）
5. 单位：J/（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度。
4. 如果用m表示物质的质量，△t表示物质升高或降低的温度，Q表示物质吸收或放出的热量，物质的比热容c可表示为 
6. 研究表明，对于同种物质， 相等；对于不同物质， 一般不等。
4.2×103J／（kg·℃）
4.2× 103焦耳每千克摄氏度
1kg水每升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)热量为4.2×103J。
通过表格可以发现什么？
下表给出了常温下一些常见物质的比热容。
（1）不同物质的比热容一般不同，如：（冰和煤油），其比热容相同;（2）常见物质中，水的比热容最大，是4.2×103J/（kg·℃）;（3）物质的比热容与物态有关，如水和冰的比热容不同;（4）大多数液体比热容大于固体比热容，液态金属水银除外。
影响比热容有关因素：物质种类、状态;无关因素：质量、温度、吸收或放热的多少。
议一议：现在你能解释为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样了吗?
在生产、生活中，人们经常利用水的比热容较大这一特点。例如，1.热水袋：人们常常在热水袋中装入热水用来取暖；2.汽车发动机水的冷却液：汽车发动机常常用主要成分是水的冷却液来降温；
3. 夏季蒸发吸热降温：夏季，城市街道通过洒水降温。
4.调节地表温度：除了蒸发吸热外，水在温度上升时，可以更多地吸收地表的热量。地球表面大部分面积被海水所覆盖。白天，来自太阳的热量大多被海水吸收；夜晚，海水放出大量的热量。因此，整个地表附近温度变化不大，适合生命生存。
5.航天服的液冷服和通风服：我国自主研发的舱外航天服有六层，其中的液冷服和通风服用来帮助航天员出舱活动中散发过剩的体热。通过水在液冷服内部管道中的循环流动，航天员的体温得以及时、有效的调节，对航天员起到保护作用。
地球上有许多类型的生态系统，水是影响气候和生态系统的重要因素之一。 部分内陆地区干旱缺水，一天内的气温变化较大。例如，我国 新疆的一些地区，夏季时昼夜温差最高可达20℃。“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”正是这种气候的生动写照。而沿海地区，一 年四季气温波动幅度比较小，夏天不太热，冬天也不太冷。 水对气候具有调节作用。近几十年来，我国坚持植树造林、绿化荒山，依靠森林涵养水源，一定程度上改善了大片地区的气候和生态环境，诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，取得了举世瞩目的成就。河北省塞罕坝(图12-24)生态环境的巨大变化就是 一个生动案例。寒来暑往，三代塞罕坝人将这片曾经“黄沙遮天月，飞鸟无栖树”的荒漠沙地变为百万亩人工林海。今天的塞罕坝已成为守卫京津地区的重要生态屏障。
②物体温度升高时，所吸收的热量为：
③物体温度降低时，所放出的热量为：
t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
热平衡（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”.（2）热平衡方程：Q吸 = Q放.
（1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt. （2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用.
热量和热平衡问题的计算
（3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差.（4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放.
分析 已知水的质量，查表可知水的比热容，利用相关公式即可求得 水吸收的热量。解答 水吸收的热量Q=cm(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×1.5kg×(100-20)℃=5.04×10⁵J
例题1. 初温为20℃、质量为1.5 kg 的一壶水，温度升高到100℃需要吸收多少热量?
反思 实际上，烧开这一壶水需要提供的热量大于5.04×10⁵ J。想 一 想，这是为什么?
容器（水壶）吸收热量、热散失等。
例题2.使20 g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103 J/(kg·℃)］
解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J；由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量
1 ．夏季长春南湖的气温会低于市区，这是因为水具有较大的 ( )A ．密度 B ．内能 C ．比热容 D ．沸点
2 ．下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是 ( )A ．汽车发动机用水的冷却液来降温B ．冬天，水缸破裂C ．夏天在地面上洒水，人感到凉快D ．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
A ．5×105 J B ．4.2×103 JC ．9×103 J D ．1.26×105 J
3 ．如图中的矿泉水从 20℃加热到 70℃ , 吸收的热量是 ( )
4 ．水的比热容是煤油比热容的2 倍，水和煤油升高的温度之比为 3 ∶2 ，水和煤油吸收的热量之比为 3 ∶2 ，水和煤油的质量之比 ( )A ．1 ∶2 B ．2 ∶ 1 C ．2 ∶3 D ．3 ∶2
5 ．关于热量、 内能、比热容，下列说法正确的是 ( )A ．物体的温度越低，所含的热量越少B ．一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后，温度不变，内能不变C ．升高相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多 D ．发生热传递时，热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
6 ．冰的比热容是 2. 1×103J/（kg·℃), 若将一块冰切去一半，则它的比热容将 ；若对它加热使其全部熔化，则它的比热容将 。（两空均选填：变小/变大/不变）
A ．加热相同时间，a 物质吸收热量多，比热容小B ．加热相同时间，a 物质的末温高，比热容大C ．吸收热量相同，b 物质温度升高少，比热容大D ．吸收热量相同，b 物质的末温低，比热容小
7 ．质量相等、初温相同的 a 、b 两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中，不考虑热量损失，由图像可知 ( )
A ．物质的比热容与物质的状态无关B ．比热容相同的一定是同种物质C ．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大D ．100 g 水的比热容是50 g 水的比热容的两倍
8 ．下表是一些物质的比热容[ J / (kg .℃) ]，根据表中数据，下列判断正确的是 ( )
1.如图12-25所示，拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却。你能说说 用水冷却的优点吗?
散热装置是利用水吸收热量，达到散热目的的，因为水的比热容大，质量一定时，吸收相同的热量，水的温 度变化小。
2. 质量为10 kg 、温度为20℃的水，吸收1.26×10⁶J 热量后，温度将升高到多少摄氏度?
3．如图所示，质量为 500g 的某液体，比热容是c = 4.0 × 103 J/(kg . ℃) ，在均匀放热的条件下凝固成固态物质，且质量不变，则第 20min 的内能 （选填“大于”“小于”或“等于”） 第 10min的内能；凝固过程中该物质放热 J；该物质固态时的比热容是 J/(kg .℃) 。