初中人教版（2024）第1节 热量 比热容教学课件ppt

这是一份初中人教版（2024）第1节 热量 比热容教学课件ppt，共63页。PPT课件主要包含了知识点1热量，一壶水，把水烧开，实验结论，注意事项，加热时间的长短，吸收相同的热量，知识点2比热容，2公式，热量的计算等内容，欢迎下载使用。
1. 热量概念、比热容定义、单位与物理意义；2. 探究不同物质吸热能力实验设计、操作与结论；3. 吸热放热公式Q=cmΔt计算、水的比热容大的应用。
1. 理解比热容是物质固有特性，与质量、吸放热、温度变化无关；2. 结合图像分析吸热能力，规范利用公式变形解题。3. 结合实例解释水比热容大的相关现象。
夏天正午，赤脚走在沙滩上感觉烫脚，走进海水里却很凉爽；傍晚沙滩快速变冷，海水依旧温暖。为什么相同日照条件下，沙子和海水温度变化差距这么大？
1. 热传递（1）定义：温度不同的物体相互接触，高温物体放热温度降低，低温物体吸热温度升高，直到两者温度相同，这个过程叫热传递。（2）热传递发生条件：存在温度差。2. 热量（1）定义：在热传递过程中，传递热的多少叫作热量，符号Q。（2）单位：焦耳，简称焦，符号J。 1 g水温度升高1 ℃时吸收的热量约为4.2 J。
分析：水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
思考：(1)烧开一壶水和烧开半壶水，谁需要的热量多呢？(2)把一壶水烧开和把它烧成温水相比，谁需要的热量多？
（3）影响因素①同种物质：质量越大、升温越高，它吸收的热量就越多。②那么不同种物质吸热量又跟什么因素有关呢？
比较不同物质吸收热量的情况
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。【实验器材】
【实验步骤】（1）按图组装器材。
（2）取质量相同的水和食用油（200g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。（3）打开电加热器，同时给水和食用油加热，每隔2min记录一次温度，并将其填入设计的表格中，记录数据如下。
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多。
（1）温度计的使用方法 液泡要全部浸入液体中，不能碰容器壁，也不能碰容器底部（2）选择相同的热源的目的 是为了让两种物质吸收的热量相同（本实验是一个理想化实验，不考虑热量散失）（3）选择不同的液体进行实验，目的是什么？ 这样可以减小实验中偶然因素造成的误差，使实验结论更具有普遍性。
（4）控制变量法的应用①取质量相同的水和食用油分别放入两个烧杯中（注意不是体积相同）。②实验中选用相同的电加热器给水和食用油加热相同时间，使两种物质吸收的热量相同。③让水和食用油升高相同的温度，比较加热的时间。（5）转换法的应用 电加热器每秒放出的热量是一定的，加热相同时间，放出的热量相同。不考虑热量损失，放出的热量全部被水和食用油吸收，故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
（6）判断物质吸热能力强弱的两种方法①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。
【典例1】小明为探究“不同物质的吸热性能”设计了如下的实验方案：装置如图，A、B为两种液体，用两个相同的酒精灯同时加热。
(1)组装器材时应按照_______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装；(2)实验时，选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体，除了图中的器材外，还需要的测量工具是天平和________；
(3)此实验通过_____________（选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少；(4)根据实验数据绘制图像如图丙所示，分析可知液体________的吸热能力强；汽车发动机应选用_______作为冷却液。（均选填“A”或“B”）(5)在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图丁所示的装置。与原方案相比，用同一热源加热，确保相同时间内两种液体________________。
【详解】（1）因为实验中要用酒精灯的外焰加热，所以为了确保使用酒精灯外焰加热，组装器材时应按照自下而上的顺序依次安装。（2）[1]根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，所以实验时，应选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体；[2]实验中需要测量质量、温度和加热时间，已经有测量温度的温度计，测量质量的工具是天平，那么还需要秒表来测量加热时间。（3）实验中使用两个相同的酒精灯加热，相同的加热器在相同时间内放出的热量相同，所以通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这是转换法的运用。
（4）[1]由图丙可知，升高相同的温度（比如都从20℃升高到45℃），液体B加热时间长，由转换法，加热时间长的吸热能力强，所以液体B的吸热能力强；[2]汽车发动机的冷却液需要吸热能力强的物质，这样在升高相同温度时能吸收更多热量，所以应选用B作为冷却液。（5）原方案用两个相同酒精灯加热，可能存在酒精灯火焰大小有细微差异等情况，改进方案用同一热源加热，能确保相同时间内两种液体吸收的热量相等。
1. 比热容 从上面的实验演示可以看出，不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了比较各种物质这种性质的不同，引入了比热容的概念。（1）定义： 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。
c:比热容，单位：J /（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度Q：吸收或放出的热量m:质量，单位：kg△t:升高或降低的温度，单位：℃
（3）物理意义：1kg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，数值上都等于它的比热容。
2. 一些常见物质的比热容
通过表格理解：（1）不同物质的比热容一般不同。（2）常见的物质，水的比热容最大，是4.2×103J/(kg·℃)。（3）比热容与物质的种类和状态有关，如水和冰的比热容不同。（4）有个别不同的物质（例如：冰和煤油），其比热容相同。
3. 水比热容相关现象解释
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。 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。
（1）生物体内水份高的原因
（2）沿海地区和沙漠地区相比，昼夜温差较小的原因
水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（1）从物理学角度讲，水的比热容比煤油、酒精等液体的比热容大。一定质量的水升高(或降低)一定的温度，吸收(或放出)的热量较多，这样在吸热与放热两个环节上，用水作为介质有明显的优势。用水作为介质从燃料燃烧处获得的热量较多，再进入房屋中向外释放的热量也较多，所以用水作为介质效果更好。
(2)从生活实际考虑，水是洁净的物质，无色无味，利于环保，并且水比煤油、酒精等其他液体要廉价得多，且取用方便、安全。 生活中，人们常用热水袋取暖；某些机器设备用水作为冷却剂;育秧时，傍晚向秧田里灌水，第二天早晨将秧田里的水放掉，从而保证夜晚秧田温度变化小，有利于育秧等。
用传感器比较不同物质的比热容
如图所示，用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相等的水和食用油的两支试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分要分别与试管内的水和食用油接触良好。温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器的开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和食用油的温度—时间图像，进而比较它们的比热容。
【典例2】根据表中提供的数据，以下结论中正确的是（　　）
A．质量相等的酒精和煤油，吸收相同的热量后，酒精的温度变化更大B．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铜块吸收的热量更多C．同一物质发生物态变化后，比热容不变D．水的比热容比沙石的比热容大，所以内陆地区的温差比沿海地区的温差更大
D．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，所以内陆地区的温差比沿海地区的温差更大，故D正确。故选D。
【典例3】关于比热容，下列说法中正确的是（    ）A．物质的比热容跟物质吸收或者放出的热量有关B．物质的比热容跟物质的温度有关C．物体的质量越大，它的比热容就越大D．比热容是物质本身的特性，与物质吸、放热及温度和质量都没关系
【详解】A．比热容是物质的特性，与吸收或放出的热量无关。例如，同种物质吸收不同热量时，比热容不变，故A错误；
B．比热容与温度无关。例如，铁块温度升高时，其比热容仍为460J/(kg·°C)，故B错误；
C．比热容是单位质量物质的特性，与总质量无关。例如，1kg水和2kg水的比热容相同，故C错误；
D．比热容由物质种类和状态决定，与吸放热、温度、质量均无关，故D正确。
【典例4】（25-26九年级上·广东江门·阶段检测）在生产和生活中，常见到“水的比热容较大”这一特性的应用事例，以下事例中与这一特性无关的是（　　）A．夏天在房间内洒水降温B．用循环水冷却汽车发动机C．让热水流过散热器供暖D．晚间，在春播秧田里灌水保温
【详解】A．夏天在房间内洒水降温，利用的是水蒸发吸热，与水的比热容大无关，故A符合题意；
B．用循环水冷却汽车发动机，因水的比热容大，相同质量的水升高相同温度时吸收的热量更多，故B不符合题意；
C．让热水流过散热器供暖，因水的比热容大，相同质量的水降低相同温度时放出的热量更多，故C不符合题意；
D．晚间在秧田灌水保温，因水的比热容大，降温时释放更多热量，减缓温度下降，故D不符合题意。
知识点3 热量的计算
Q放＝cm∆t＝cm(t0－t)
Q吸＝cm∆t＝cm(t－t0)
如果用Q吸表示吸收的热量，c表示比热容，用m表示物质的质量，t0和 t 分别代表物体初、末状态的温度，用△t 表示物体变化的温度，则
【典例5】沙子的比热容约为0.92×103J／(kg·°C) ，这表示质量是1kg的沙子温度升高1°C时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20°C 的沙子加热到30°C，沙子吸收的热量约为多少？利用这些热量给质量是2kg、温度为20°C 的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度？
【典例6】（25-26九年级上·江苏南京·阶段检测）在一标准大气压下，质量为10kg、初温为20℃的水，吸收4.2×106J的热量后，水升高的温度是______℃；若将20℃的冷水和80℃的热水混合，测得混合后的温度为60℃，不计热量损失，可知，冷水和热水的质量比是______。【已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）】
太阳通过热辐射把能量输送到地面，温暖了地球，养育了万物。1. 温室效应地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。2. 温室效应加剧的原因大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了过量的二氧化碳。另外，人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。过度的温室效应是近年来全球气侯变暖的重要原因。
3. 温室效应加剧对人类的影响如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰川融化，使得海平面上升，有些沿海城市面临建筑下沉和海水侵蚀等严重问题，大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，土地变成了荒漠。
以“温室效应”等为关键词在因特网上进行搜索，了解我国为应对温室效应所采取的措施。
定义：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。
影响热量的因素：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。
物理意义：物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。
定义：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，叫这种物质的比热容。
单位：J/（kg·℃）
比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。
影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。
吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
1．探究“不同物质吸热升温特点”实验中，合理的操作组合是（　　）①选用质量相同的水和煤油②选用体积相同的水和煤油③用相同火焰的酒精灯加热④加热时间相同时比较末温⑤末温相同时比较加热时间A．①③④B．②③⑤ C．①④⑤ D．②④⑤
【详解】①探究“不同物质吸热升温特点”，要控制不同物质的质量相同，所以要选用质量相同的水和煤油，故①正确；
②控制水和煤油的质量相同，而不是体积，因为水和煤油密度不同，体积相同质量不同，故②错误；
③用相同火焰的酒精灯加热，能保证相同时间内物质吸收的热量相同，故③正确；
④⑤可以通过加热时间相同时比较末温，末温低的物质吸热能力强；也可以末温相同时比较加热时间，加热时间长的物质吸热能力强，故④⑤正确；
综上，合理的操作组合是①③④或①③⑤。故BCD不符合题意，A符合题意。
【详解】AD．比热容是物质的一种特性，不同物质，比热容一般不同；比热容和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，故A错误，D正确；
3．（25-26九年级上·福建·阶段检测）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海洋与陆地间的温差也导致了近地面大气密度和气压的差异，进而出现海陆风现象。如果气流会从低温区域向高温区域运动。仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（　　）
A．白天、夜晚B．夜晚、白天C．白天、白天D．夜晚、夜晚
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地； 晚上陆地很快就冷却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向海洋。因此白天，风力发电机翼朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天，图丙是晚上。故A符合题意，BCD不符合题意。
7．把凉的奶盒放入盛有热水的保温桶中，它们的温度随时间变化的图像如图所示。已知奶与热水的质量相同，则其中_________（选填“甲”或“乙”）代表奶温度变化的图像。若不考虑热损失，则甲、乙的比热容之比为_________。
【详解】[1]把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，奶制品吸热温度会升高，因此乙代表奶制品温度变化的图像。
8．（25-26九年级上·广东东莞·阶段检测）如图甲所示，将盛有热牛奶的瓶子放在冷水中，图乙是250g牛奶与500g冷水的温度随时间变化图像，图中表示牛奶温度随时间变化曲线的是____（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），牛奶放出的热量_______（选填“大于”“小于”或“等于”）水吸收的热量。牛奶的比热容为________________J/（kg·℃）。[忽略各种热量的损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
9．传统燃油汽车工作时会产生大量热量，常用水作为冷却剂来降低发动机温度。(1)请用所学物理知识解释，为什么选用水作为冷却剂。(2)请列举两个利用水这一特性的生活实例。
【答案】(1)因为水的比热容较大，质量相同的水和其他物质相比，升高相同温度时，水可以吸收更多的热量，对发动机的冷却效果更好，因此选用水作为冷却剂。(2)① 冬季供暖系统中用水作为传递热量的介质； ②傍晚往稻田中灌水，防止夜间降温冻坏秧苗。
10．（25-26九年级上·贵州安顺·期末）夏天，城市中心的气温往往比郊区高，如图所示，这种现象被称为热岛效应。请从比热容的角度，简要解释形成原因。
【答案】城市中心多水泥、沥青等比热容小的物质，郊区多水、植被等比热容大的物质；相同质量的不同物质吸收相同的热量时，比热容小的物质温度升高更快。夏季城市中心比热容小的物质占比居多，升温幅度远大于郊区，因此城市中心气温更高，形成热岛效应。
11．（24-25九年级上·福建南平·阶段检测）在标准大气压下，将一壶内质量为2kg，初温为30℃的水，加热到80℃[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：(1)水吸收的热量Q吸；(2)接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105J的热量，求水的末温t末。