物理九年级上册（2024）第1节 热量 比热容教学ppt课件

这是一份物理九年级上册（2024）第1节 热量 比热容教学ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了教学难点，热量比热容，知识点一热量，热量用Q表示，控制变量法，拓展视野，典例分析，课堂小结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
热传递的特点；热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少； 比热容概念；水的比热容较大及其应用；理解Q=cm△t计算热量，通过实验探究物质吸热能力。
理解比热容是物质特性，区分热量、温度、比热容的概念，运用知识解释复杂生活现象（如沿海温差小）。
为什么我们会有这种感受呢？
同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？
这与物质的吸（放）热能力有关。
能量从温度高的太阳辐射到温度低的沙子，又从沙子传导到温度更低的脚底，这些都是热传递现象。
热传递中，能量如何‘流动’？这种转移的能量如何衡量？
上列情景中说明热传递的方式有三种即辐射、对流、传导。
1.热量：在物理学中，把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量（heat），用字母Q表示。
2.热量的国际单位：焦耳，简称焦，符号是J。
3.热量是过程量，实质是能量转移。即物质从一种能量状态到另一能量状态过程中转移的那一部分能量，所以热量只能说“吸收”或“放出”，不能说“含有”或“具有”。
4.热量与温度的关系：吸收热量温度不一定升高，如晶体（冰）熔化过程，吸热但温度不变；放出热量温度不一定降低，如水凝固过程，放热但温度不变。
问题1：热传递的方式有哪几种？请分别指出下列情景中相应过程中热传递的方式。
敲黑板：热传递是高温物体（物体的高温部分）自发的将能量传递给低温物体（或同一物体的低温部分）。 发生热传递的条件：物体间存在温度差。 在热传递的过程中，温度高的物体放出能量；温度低的物体则吸收这些能量。
思考：夏日的海滩炽热滚烫，为什么穿着拖鞋踩在炽热沙子上却感觉不到烫脚呢？
观看实验：不同材料物质的导热性。
自主活动：如图 10-1-2 所示，将粗细、长度均相同的木棒和铜棒安装在金属支架O处，然后在这两根棒上与O距离相同的位置处分别用凡士林粘上一根牙签。用酒精灯加热金属支架A端，观察哪根牙签先落下。
通过上述实验发现，粘在铜棒上的牙签落下时，木棒上的牙签还牢牢地粘在上面。这说明铜棒的导热性比木棒的导热性强。大量实验表明，不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等物质容易导热，塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。
如图10-1-3所示，水壶的把手用塑料制成，可以防止提起水壶时手被烫伤。壶身则用容易导热的金属制成，可以将炉火的热量更快地传递给壶中的水。
知识点二 物质的吸放热与哪些因素有关
联系生活常识：烧水时，加热时间越长，水吸收的热量就越多，水温就越高。即质量相同时，温度升高得越多，水吸收的热量就越多。烧开一壶水比烧开半壶水所需时间长，说明升高相同的温度，水的质量越大，吸收的热量越多。
相同的日照时间，海水升温少，沙子升温多，这是什么原因呢？
如图10-1-4所示，利用红外加热器、温度传感器、电子天平、搅拌器、烧杯等器材，测量质量相同的水和干燥砂石吸收热量后温度变化的相关数据。加热器在相同时间放出的热量相等。设计表格并将水和干燥砂石在加热过程中的温度与加热时间记录在表中，或者描绘两种物质的温度随加热时间变化的图像。根据数据或图像所反映的情况讨论水和干燥砂石吸热性质的差异。
1. 设计表格并将水和干燥砂石在加热过程中的温度与加热时间记录在表中，或者描绘两种物质的温度随加热时间变化的图像。
2. 根据数据或图像所反映的情况讨论水和干燥砂石吸热性质的差异。
在上述实验中，要使相同质量的水和砂石升高相同的温度，水需要加热的时间长，说明水吸收的热量更多。同样，质量相同的水和砂石降低相同的温度，水放出的热量也比砂石多。
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。
二、物质的吸放热与哪些因素有关
知识点三 物质的比热容---描述不同物质吸放热的性质
1.比热容物理意义：比热容是描述不同物质吸放热的性质物理量。
2.比热容的定义：一定质量的某种物质，温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或 降低)的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。用c表示。
m表示物质的质量--单位kg，Δt 表示物质升高或降低的温度--单位℃，Q表示物质吸收或放出的热量--单位焦耳（J）c是比热容单位是焦/(千克·摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。
1kg水每升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)热量为4.2×103J。
4.2×103J／（kg·℃）
4.2× 103焦耳每千克摄氏度
练一练：铁的比热容是0.46×103 J/(kg·℃)， 物理意义： .
1kg铁每升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)热量为0.46×103J。
5.常见物质的比热容
通过表格可以发现什么？
（1）不同物质的比热容一般不同，但（冰和煤油）除外，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。
6.与密度一样，比热容是反映物质自身性质的物理量。
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。
同一天上海的日温差比新疆库尔勒小（图10-1-5），你能用比热容的知识解释这一现象吗？
因为水的比热容，放出相同的热量时，大沿海地区昼夜温差小。
水的比热容相对较大，水的这一热学特性有许多实际应用。
1.夏季，城市道路通过洒水降温。这是因为水蒸发时要吸收热量。同时，由于水的比热容较大，路面上的水在温度升高时，会吸收大量的热量。
2.调节地表温度：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。
3.汽车发动机用水作冷却剂：汽车发动机及发电厂发电机线圈中的冷却剂通常都采用水或水溶液（图10-1-6），可以大量吸收发动机、发电机工作过程中放出的热量。
4.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。水在液冷服内部管道中的循环流动，使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（图10-1-7）。
相对于固体和液体，气体的比热容更加复杂。当气体的压强一定时，吸收的热量不仅会导致气体温度升高，气体的体积也会膨胀；当气体的体积一定时，吸收的热量仅导致气体温度升高。所以，气体压强一定时的比热容比体积一定时的比热容大。
知识点四 热量的计算
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,Δt表示温度变化量，即温度差，吸热时Δt =末温-初温 放热时Δt=初温-末温。
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
思考：以下说法有什么区别？
温度从40℃升高到50℃温度从40℃升高50℃温度从40℃降低了50℃
例题1：将2 kg水从15 ℃加热到25 ℃，水的比热容c水= 4.2× 103 J/（kg·℃）。问：（1）水吸收了多少热量？（2）砂石的比热容c砂= 0.92×103 J/（kg·℃），如果这些热量被质量相同的砂石完全吸收，砂石的温度升高多少？
解：（1）设水的质量为m水，其升高的温度为Δt水。在题设过程中，水吸收的热量 Q水吸 = c水m水∆t水 = 4.2×103 J/（kg·℃） ×2 kg× （25 ℃-15 ℃） = 8.4×104 J
（2）由题意可知，砂石所吸收的热量 Q砂吸 = Q水吸 = 8.4×104 Jm砂 = 2 kg的砂石吸收相同热量后的温度变化
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.
例2、某热水器中装有质量为50kg的热水，水的温度从45℃降低了25℃。求这些水放出的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
解：由题意知水降低的温度△t=25℃，水放出的热量 Q放=cm△t =4.2×103J/(kg·℃)×50kg×25℃ =5.25×106J 答：这些水放出的热量为5.25×106J。
例3、质量为2kg的煤油，比热容为2.1x103J/(kg·℃)，放出8.4×104J的热量，求煤油温度降低了多少？
解：根据公式： Q放=cmΔt变形得
答：煤油温度降低了20℃。
例题4. 在1标准大气压下，把一质量为500g的高温物体投入质量为10kg、温度为20℃的水中，如果物体放出的热量是3.57×106J，不计热量损失，则水的温度会升高到多少℃？
解：根据热量公式 Q = cmΔt，水升高的温度为： 由于t0+Δt=20℃+85℃=105℃＞100℃，又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃不变，故水的末温为100℃。
1 ．在国际单位制中，热量的单位是 ( )A ．牛（N） B ．瓦特（W） C ．焦耳（J） D ．摄氏度 (℃)
2.下列说法正确的是（ ） A.一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半 B.吸收热量多的物质，比热容一定大 C.高温物体放出的热量一定多 D.质量相等的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
3.生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质。下列事例中与这一性质无关的是（ ）A.福岛核电站受损后灌注海水降温B.沿海地区的气温变化小C.晚间，在春播秧田里灌水保温D.在发烧病人的额头上擦冷水降温
4.沿海地区昼夜温差小于内陆，主要因为（ ）A. 海水密度大 B. 水的比热容大C. 海水流动性强 D. 水蒸发吸热
5 ． 甲、乙两物体相互接触后不发生热传递现象，这是因为它们具有相同的 ( )A ．体积 B ．质量 C ．比热容 D ．温度
6 ．物理学中引入比热容，是为了比较 ( )A ．不同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收热量不同B ．不同质量的同种物质，吸收相同热量，升高温度不C ．相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同D ．以上说法都不对
7.关于热量的说法，正确的是（ ）A. 高温物体含有的热量多 B. 热量是能量转移的量度C. 物体温度越高，吸收热量越多 D. 热量与物体质量无关
8.质量相同的铜块和铝块（C铜＜ C铝）吸收相同热量后（ ）A. 铜块升温更多 B. 铝块升温更多C. 两者升温相同D. 无法比较
答案：A解析：由 可知，比热容小的物质（铜）相同热量下温度变化更大。
A ． 甲液体的比热容大于乙液体的比热容B ．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同C ．加热时间相同， 甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D ．加热时间相同， 甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
9．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知 ( )
1. 海陆风是出现于近海地区具有日周期性的地域性气流。昼夜交替过程中，海洋与陆地间的温差导致近地面大气密度和气压的差
异。这种差异使气流由高压（低温）区域向低压（高温）区域运动。（1）在图10-1-8的虚线框内用箭头表示白天海陆风的风向，并简述理由。（2）海陆风在白天和夜晚的风向会发生周期性的变化，简述理由。
2.某同学在实验室利用加热器完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像（图10-1-9）。实验时，冰的质量为0.5 kg，若相同时间内水和冰吸收的热量相同，且冰熔化成水的过程中质量保持不变。已知水的比热容为4.2×103 J/ （kg·℃）。求：
（1）水在CD段吸收的热量。（2）冰的比热容。