第3节 比热容（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第3节 比热容九年级物理上册 •教科版第一章　分子动理论和内能探究不同物质的吸热能力，以及比热容的概念的建立和热量有关计算。教学重点　　艳阳高照的夏天，当你赤脚奔跑在滚烫的沙滩上，投向蔚蓝的大海......你也许会发现，同样在太阳照射下，为什么沙子这么烫，而海水却这么凉呢？不同物质吸收相同的热量，升高的温度相同吗？物体由于吸收或放出热量而使其温度变化的过程，实质上是内能转移的过程。同种物质吸收热量与质量、温度变化量有关烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的时间长?把一壶水烧开和烧成温水，哪个需要的时间长?同种物质吸收热量多少与哪些因素有关?烧开一壶水需要的时间长把一壶水烧开需要的时间长质量不同温度变化量转换法吸收热量转换为加热时间不同物质吸收热量又该如何比较呢？物体的吸热能力【实验】比较不同物质的吸热情况实验器材：烧杯、电加热器、天平、电子计时器、数字温度计、电源。实验目的：比较不同物质吸热的情况。实验方法：控制变量法、转换法实验过程：1.用相同热源，分别加热质量相同的水和食用油，使其升高相同的温度，比较加热时间的长短。质量相等的食用油和水，升高相同的温度，水的加热时间长。代表水吸收的热量多2.用相同加热方式，分别加热质量相同的水和食用油使其加热时间相同，比较升高的温度。质量相等的食用油和水，加热相同的时间，水升高的温度少。实验结论不同物质的吸热能力不同。即：相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量也不同。物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度的变化有关，还与它是什么物质有关。交流与合作：1.控制食用油和水的质量保持不变2.使用完全相同的热源加热控制变量完全相同热源，单位时间放出的热量相同。3.用加热时间的长短表示吸收热量的多少4.实验中还需要测量食用油和水升高的温度初温和末温转换法【学习任务一】比较不同物质吸热的情况在探究不同物质吸热升温的现象时，将相等_____的沙子和水分别装入易拉罐中，用相同的热源和方法加热，则单位时间内沙子和水吸收的热量______。如图所示，实验得到沙子和水的温度随时间变化的图象，其中a是______的图象。解：为了比较不同物质的吸热能力，需将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，然后用相同的热源加热并不断搅拌，并且加热时间反映了水和沙子吸收热量的多少，单位时间内沙子和水吸收的热量相等，加热时间越长，说明吸收热量越多；对于质量相等的沙子和水，由图可知，加热相同时间，升温较快的是沙子，则沙子的吸热能力弱，水的吸热能力强，因此a是沙子的图象，b是水的图象。故答案为：质量；相等；沙子。沙子相等质量比热容物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。1.定义：如果质量为m的某种物质从外界吸收热量Q，温度升高了∆t，则即是这种物质的比热容，用符号c表示。2.单位： J/（kg·°C）。读作：焦耳每千克摄氏度。3.表达式：4.物理意义：单位质量的某种物质，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，数值上也等于它的比热容。1.不同物质的比热容一般不同，也有些物质是相同的；同种物质的比热容可能不同。液体比热容通常大于固体比热容，水银例外。2.c水=4.2×103J/(kg ·℃)1kg水温度升高(或降低)1°C吸收(或放出)4.2×103J的热量。一些物质的比热容有关因素：物质种类、状态。无关因素：质量、温度、吸收或放热的多少。比热容的应用一桶水倒掉一半，密度会改变吗?不变一桶水倒掉一半，比热容会改变吗?密度是物质的特性密度与质量和体积无关不变比热容是物质的特性比热容与质量、热量和温度变化无关比热容反映了物质吸收或放出热量的能力，它是物质的一种重要特性。这种特性不仅在生活和生产中有广泛应用，对于我们理解自然现象、预测大自然的气候变化，也有很大的帮助。种植花草树木，能有效地改善气候工厂里的冷却塔大多用水作为冷却介质【水的比热容大】在生产生活中的应用白天，海水吸收热量，由于海水比热容大，温度上升小。晚上，海水放出热量，由于海水比热容大，温度下降小。白天，沙子吸收热量，由于沙子比热容小，温度上升大晚上，沙子放出热量，由于沙子比热容小，温度下降大调节气温我国北方楼房中的暖气用水作介质，把燃烧时产生的热量带到房屋中取暖热水缓缓流过暖气片，暖气片放出热量，使得房屋变得温暖。冷却或取暖海陆风和陆海风对流是夏季海岸形成微风的原因。风有时吹向海岸，有时吹向陆地。白天，在炎热的日光下，暖空气从陆地上升起，海洋上来的冷空气进行补充，形成了吹向海岸的海陆风。请用比热容分析夜间会形成什么样的风。夜晚，失去了太阳热辐射的海水和沙石都要降温，比热容小的沙石温度降得更快，导致陆地上方的气温低于海水上方的气温。海水上方温度较高的热空气上升，陆地沙石上方温度较低的冷空气流动到海水上方进行补充。这样就形成了夜间由陆地吹向海洋的陆海风。【学习任务二】比热容的概念 比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容，查表可知，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）表示_______________________________________________________。一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容______（选填“变大”“不变”或“变小”）。解：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）表示1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量；水的比热容与水的质量无关，一桶水倒掉一半后，质量减半，但水的比热容不变。故答案为：1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量；不变。1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量不变热量的计算放热降温吸热升温Q放＝cm∆t＝cm(t初－t末)Q吸＝cm∆t＝cm(t末－t初)如果用Q吸表示吸收的热量，用c表示比热容，用m表示质量，用t初表示物体原来的温度，用t末表示物体后来的温度，则【例题】把质量为2kg、温度为20°C的水加热到 80°C，水吸收的热量是多少焦耳 ?解 ：从比热容表中查知水的比热容是c水 = 4.2×103 J/（kg · °C）即质量是 1 kg 的水温度升高 l °C时吸收的热量是 4.2×103J ；则2kg的水温度升高 l °C时吸收的热量是4.2×103J/（kg · °C）×2kg×l °C＝ 8.4×103J2kg的水温度升高80°C－20°C＝60°C时，吸收的热量是8.4×103J×60＝ 5.04×105J答：吸收了5.04×105J的热量。【学习任务三】利用比热容的公式计算热量在太阳的照射下太阳能热水器中水温升高，这是通过________（选填“做功”或“热传递”）方式改变其内能的。某太阳能热水器内存50千克水[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]，经过一段时间后水温升高了20℃，则这些水共吸收了________ 焦的热量。解：太阳能热水器里的水温度升高是因为太阳光和水之间存在温度差而产生的热能以热量的形式从一个物体传递到另一个物体，故通过热传递的方式改变内能的；水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×20℃=4.2×106J。故答案为：热传递；4.2×106。4.2×106热传递保温瓶的保温效果与瓶中水的多少有关吗？根据你学过的热学知识，提出猜想，并设计实验进行探究。探究保温瓶的保温效果提出猜想：保温瓶盛水越多，保温效果越好，装满水时，保温效果最好。设计实验与进行实验：用带有刻度的烧杯同时盛出初温都为98℃的不同质量的热水，分别装入5个同样规格品牌的保温瓶内（容积均为2L），经过12小时后，测量各个保温瓶中的水温，计算降低的温度。　　查看常见物质的比热容表，你有什么发现？结合右图的地理图表，请查询互联网或有关图书，了解海洋性气候和大陆性气候不同的原因。海洋性气候和大陆性气候伦敦和莫斯科各月份平均气温和降水量的变化比热容比热容单位质量的某种物质，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，数值上也等于它的比热容。比热容是物质的特性热量的计算比热容在生活中的应用放热降温吸热升温Q放＝cm∆t＝cm(t初－t末)Q吸＝cm∆t＝cm(t末－t初)1. 东平湖是国家5A级旅游景区，其中湿地能较好地调节气候，是因为水的（　　）A．密度大B．比热容大C．流动性大D．热值大【解析】解：湿地含有大量的水，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，故能有效调节周围环境的气温。故选：B。B2. 由Q=cmΔt可得c= ，对于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是（　　）A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍B．若质量增大一倍，则比热容减至一半C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容减小一半D．无论质量和温度差是多少，比热容都一样【解析】比热容是物质本身的一种特性，与物体吸收的热量、温度变化、质量等因素无关，只与物质种类和状态有关；所以，同一种物质，无论质量和温度差是多少，比热容都一样；故ABC错误，D正确。故选：D。D3. 在探究“不同物质吸热升温的现象”的实验中，不需要控制相同或相等的变量有（　　）A．完全相同的加热方式B．质量相同的液体a和bC．酒精灯里酒精的质量D．装液体a和b的容器。【解析】AD．采用完全相同的加热方式，是为了使酒精灯相同时间放出相同的热量；装液体a和b的容器相同，目的使水和液体在相同的时间吸收相同的热量；故AD有必要；C、根据比较吸热能力的2种方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要；B．酒精灯里所加酒精量相同，故B没有必要。故选：C。C4. 下列现象中，与“水的比热容较大”这个特点无关的是（　　）A．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，适于居住C．生物体内水的比例很高；有助于调节尘物体自身的温度D．楼房中的“暖气”用水作介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖【解析】A、游泳之后从水中出来，风一吹感觉特别冷，是由于身体表面的水汽化吸热，与“水的比热容较大”这个特性无关，故A符合题意；B、因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，由此使得海边昼夜温差小，故B不符合题意；C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，所以生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度，故C不符合题意；D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，降低相同的温度，水放出的热量多，所以楼房中的“暖气”用水作介质，故D不符合题意。故选：A。A1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。2.拓展性作业：在我国北方地区或在早春寒冷地区，在水田里插上水稻秧苗后，为了使晚上秧苗不被冻伤，傍晚就想稻田里灌水，这样做的理由是什么？　　夜间空气的温度较低，向秧田中多灌些水，利用水的比热容大的特点，可以在夜间释放较多的热量，尽量使秧苗不被冻伤，起到保护秧苗的作用。思路指导谢谢聆听谢谢聆听