初中物理人教版九年级全册第十三章 内能第3节 比热容精品课件ppt

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　　同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？
探究不同物质的吸热能力
(1)比什么？拿谁比？怎么比？(2)怎么知道哪种物质吸收热量多？(3)要记录哪些数据？
比较不同物质吸热能力的方法：(1)使质量相同的不同物质升高相同的温度，看加热 时间的长短。加热时间长的吸热能力强。(2)使质量相同的不同物质加热相同的时间，看升高 温度的多少。升高温度小的吸热能力强。
实验方法：(1)转换法：利用加热时间的长短来反映物体吸热的 多少。(2)控制变量法：控制物质的质量、升高的温度或吸 收的热量相同。
等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要的加热时间更长，水比食用油吸收热量多。由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。
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。比热容用符号c 表示，它的单位是焦每千克摄 氏度，符号是J/(kg · ℃)。
是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。比热容与物质的种类和状态有关，与物体吸热或放热的多少、温度高低及温度改变量、质量大小无关。
通常对比热容会有如下错误认识：物质的比热容与吸放热的多少、质量和升高（或降低）的温度有关。不同的物质比热容一定不同。同种物质的比热容，总是保持不变的，认为状态变化时，物质的比热容也一定不变。
煤油的比热容是2.1×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是_______________________________________________________________，将一杯煤油倒掉一半后，它的密度________，它的质量________，它的比热容________。(后三空均填“变大”“不变”或“变小”)
1 kg的煤油在温度升高或降低1 ℃时所吸收或放出的热量是2.1×103 J
①汽车发动机的冷却系统为什么要用水？②北方地区冬季供暖和热水袋里为什么要用水？③为什么夏天住在海边不觉得热，冬天不觉得冷？④为什么沿海地区昼夜温差小，而内陆地区昼夜温 差却比较大？
①因为水的比热容较大，一定质量的水升高一定温度可吸收 较多的热量。②一定质量的水降低一定温度能放出的热量比较多。③夏天，太阳照到海面上，海水在升温过程中吸收大量的热， 所以不觉得热；冬天，海水由于外界温度太低而要放出大 量的热，使气温不至于降得太低，所以不觉得冷。④沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石 的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、 泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥 土又会降得较多。
[中考·长春] 汽车发动机用水做冷却剂，这是利用了水的比热容 的性质。一杯水倒出一半后，剩下水的比热容 （填“变大”“变小”或“不变”）。
水的比热容不随质量改变而改变。
运用公式法理解水的比热容大的三种应用：
【中考·南京】根据表中的数据，下列判断正确的是(　　)
一些物质的比热容[J/(kg·℃)]
A．不同物质的比热容不可能相同B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢C．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大D．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多
【中考·邵阳】烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很快凉了，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是(　　)A．沙子的密度比海水的密度大B．沙子的比热容比海水的比热容大C．沙子的比热容比海水的比热容小D．沙子的质量比海水小
1. 探究不同物质吸热能力的方法：控制变量法。实 验中要保证所比较的不同物质的质量和初温相 同，还要用相同的加热工具，保证让不同物质在 相同时间内吸收的热量相同。2. 实验方案：(1)比较两种物质吸收相同的热量后升高的温度，温 度升高小的，吸热能力强；(2)让两种物质升高相同的温度，比较它们吸收的热 量，吸收热量多的吸热能力强。
关于比热容，下列说法中正确的是（ ）A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关B．物体的质量越大，它的比热容越大C．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放 出的热量均无关
【中考·黄冈】航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的内能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其他器材造成危害，甲板上安装了偏流板(如图)，偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管，这是利用水的__________的特性来降低偏流板的温度。
【中考·黔西南州】南盘江是珠江水系的干流，我州境内的万峰湖便是在南盘江截流筑坝，使水位上升，水面变宽而形成的。万峰湖的建成对当地的气候调节起到一定作用，昼夜温差与冬夏温差均稍有减小，主要是因为水的________大的缘故。
夏天到了，许多人购置了水垫和水枕来防暑降温。水垫和水枕用水作制冷剂效果较好，是因为水的_________较大，在使用过程中通过________方式改变了人体的内能。
1．在探究不同物质的吸热能力的实验中，可采用两种方案进行实验：方案一：用相同的加热装置加热相同的时间，比较质量相同的不同物质温度____________________。方案二：让质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热的________。
【点拨】本题运用了控制变量法和转换法。通过加热时间的长短反映吸热的多少，加热时间相同，则物体吸收的热量相同。
【答案】升高的多少；时间
2．(2019·孝感)如图所示的是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同的烧杯所装水和食用油的体积________(填“相同”或“不同”)，用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量，观察和比较它们升高的温度，实验结果表明，质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，____________不同，我们引入一个物理量________来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中，电能转化为________。
【答案】不同；吸收的热量；比热容；内能
3．比热容反映的是不同物质的____________，不同物质的比热容一般__________。物质的比热容__________(填“随”或“不随”)物质的质量、温度、吸收或放出热量的改变而改变，物质的种类和状态发生变化，其比热容__________。
4．下列说法中正确的是(　　)A．一桶水用去一半，剩下的水比热容为原来的一半B．物质吸收的热量越多，比热容越大C．不同物质组成的物体比热容一定不同D．比热容是物质的一种属性，与物质的种类和状态有关
【点拨】比热容是物质的一种属性，与物质的种类和状态有关，与物体的质量和吸收热量的多少无关，不同物质的比热容也有可能相同，如冰和煤油的比热容相同。
5．冰在熔化过程中，下列判断正确的是(　　)A．内能不变，比热容不变B．吸收热量，温度不变C．比热容、内能、温度都不变D．比热容变大，内能增加，温度升高
【点拨】冰吸热熔化时，温度保持不变，由于吸收了热量，所以其内能增加。
7．(2018·淄博)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是(　　)A．让热水流过散热器供暖B．用循环水冷却汽车发动机C．沿海地区昼夜温差较小D．夏天在房间内洒水降温
【点拨】夏天在房间内洒水降温是利用水的蒸发吸热。
8．(2019·怀化)湖南省罗富县有一长达27 km的连续下坡山区公路，有经验的老司机在下坡前往往先在汽车的各个轮胎上浇水，防止在下坡时因连续刹车使轮胎和刹车片过热，容易造成交通事故。用水作为冷却剂是利用了水的 ________大的特点，汽车在连续刹车过程中产生的内能部分被轮胎上的水吸收，水的温度将________(填“升高” “不变” 或“降低”)。
【点拨】水的比热容大，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，因此，用水作为冷却剂，这是利用了水的比热容较大的性质；汽车在连续刹车过程中产生的热量部分被轮胎上的水吸收，所以水的温度将升高。
9．(2018·威海)生活中常用的温度计里面的液体不使用水，请写出两个原因：(1)__________________________；(2)________________________________________________________________________。
水的凝固点比较高(或水在0 ℃就开始结冰；或水在0～4℃时反常膨胀)
10．(中考·吉林)地表温泉水降温较慢，这是因为水的________较大。人们泡温泉时身体会变热，这是通过________的方式改变了身体的内能的缘故。
11．(2019·阜新)如图甲是某物质熔化时温度随时间变化图象，根据图象中的信息可以知道第6 min时，该物质处于________(填“固” “液”或“固液共存”)态，该物质液态比热容比固态比热容________(填“大”或“小”)。图乙是酒精沸腾时的图象，由图象信息可以知道，酒精温度计______(填“能”或“不能”)用来测水沸腾时的温度。
12．(2019·徐州)在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，量取沙子和水时，要保证它们的质量________；用酒精灯分别加热沙子和水，沙子和水的温度升高，________能增加；如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是甲、乙两种图象中的________。
【点拨】在“探究不同物质吸热升温的现象”实验时，需要控制水和沙子的质量相同；用酒精灯分别加热沙子和水，沙子和水会吸收热量，温度升高，内能增加；由图甲可知，此时的加热时间相同，升高的温度不同，由图乙可知，升高的温度相同，加热时间不同，故应选择图乙。
13．(2019·湘西)为了比较甲、乙两种不同液体吸热情况，某同学做了如图所示的探究实验，并在实验过程中记录了下表中的数据。
(1)该实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，这其中运用了常用的物理科学方法，即______________。(2)在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙____________________ 。
(3)对表中数据进行分析，液体乙的比热容_____ (填“大于” “小于”或“等于”)液体甲的比热容。
【点拨】根据表格中的数据可知，质量、初温都相同的液体甲和液体乙，在升高相同的温度时，甲的加热时间长，即甲吸热多，甲的比热容大，乙的比热容小。
14．(2019·益阳)用电加热器、烧杯、温度计、钟表等实验器材来比较甲、乙两种液体的吸热能力。(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是________；A．两个烧杯的规格相同B．两个电加热器的规格相同C．甲、乙两种液体的体积相同D．甲、乙两种液体的初温相同
【点拨】实验中取两个烧杯的规格相同和两个电加热器的规格相同，目的是相同时间内让甲、乙两种液体吸热相同，A和B正确；实验中应控制不同物质的质量相同，而并非体积相同，C错误；考虑到散热因素，甲、乙两种液体的初温相同，D正确。
(2)请设计一个实验数据记录表格；   (3)如图是根据实验数据描绘的图象，分析图象可知，比热容大的是________(填“甲”或“乙”)。
【点拨】根据实验数据描绘的图象如下所示，分析图象可知，加热相同时间，乙升温慢，故比热容大的是乙。
15．在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。形成海陆风的根本原因是______________________。图示是海陆风形成的示意图，其中________图反映海风形成的时间是白天，________图反映陆风形成的时间是晚上。
热量计算公式由热量计算公式求物质的比热容由热量计算公式求升高(或降低)的温度由热量计算公式求物体的质量
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收的热量吗？
吸收的热量　　=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) 　　=8.4×104 J
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度Q吸= cm(t1-t0)吸收的热量=比热容×质量×升高的温度Q放= cm(t0-t1)
[中考·庆阳]水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），1 kg 水温度从50 ℃降低到20 ℃，放出的热量是（ ） A. 4.2×103 J B. 8.4×104 J C. 1.26×105 J D. 2.1×105 J
水放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（50 ℃ - 20 ℃）=1.26×105 J。
公式Q＝cmΔt中，只要知道其中任意三个量，就可以求出另外一个未知量。这个公式可以用来计算的物理量有：吸收或放出的热量、升高或降低的温度、物体的质量、物质的比热容。
【中考·邵阳】将质量是0.5 kg的水加热，使它的温度从20 ℃升高到60 ℃，需要吸收的热量是[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](　　)A．4.2×104 J　　　　　B．1.26×104 JC．8.4×104 J D．8.4×107 J
【中考·贺州】已知太阳能热水器内装有质量为m，初始温度为t0的水，阳光照射后，水的温度升高到t1，则热水器内的水吸收的热量Q吸＝_____________(水的比热容用c水表示)，这是通过________的方式改变了水的内能。
由热量计算公式求物质的比热容
质量为500 g的某种物质，温度从20 ℃升高到30 ℃，吸收了2.1×104 J的热量，则这种物质的比热容是多少？
Q吸＝cmΔt，即2.1×104 J＝c×0.5 kg×(30 ℃－20 ℃)，则c＝4.2×103 J/(kg·℃)。
注意题目中描述温度变化时所用的词语，本题中“升高到30 ℃”指的是末温，而不是温度的变化。
∵Q吸=cm△t即：2.1×104J=c×0.5kg×（30℃-20℃）∴物质的比热容：c=4.2×103J/（kg·℃）．答：这种物质的比热容是4.2×103J/（kg·℃）
由热量计算公式求升高(或降低)的温度
有一根烧红的铁钉，质量是2 g，放出920 J的热量后，温度降低到20 ℃，求铁钉的初温。[c铁＝0.46×103 J/(kg·℃)]
已知c铁、Q、m、t，用公式Q＝cm Δt的变形式求出Δt。
铁钉温度降低的度数：铁钉的初温：t0＝t＋Δt＝20 ℃＋1 000 ℃＝1 020 ℃。
根据Δt＝t0－t可求出t0。
注意公式中各物理量的单位，解题时务必将单位换算正确。
【中考·泰安】质量为10 kg的水，吸收4.2×105 J的热量，温度从20 ℃升高到多少摄氏度？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
解：∵Q吸=cm△t，∴△t=Q吸/cm= 4.2×105J /4.2×103J/(kg·℃) × 10kg = 10℃ ，∵△t=t-t0，∴t=t0+△t=20℃+10℃=30℃。故答案为：30。
由热量计算公式求物体的质量
[中考·长沙]水稻是喜温作物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。当气温降低时，水能放出较多的热量；如果某秧田中水的温度降低了2 ℃，放出了3.36×107 J的热量，则该秧田内水的质量为________kg。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
水的质量m＝Q/(c水Δt)＝3.36×107 J/[4.2×103 J/(kg·℃)×2 ℃]＝4 000 kg。
运用公式时应注意的问题：(1)物体吸热升温时，Δt＝t－t0； 物体放热降温时，Δt＝t0－t。(2)运用上述公式进行计算时，一定要注意物理量的一 一对应，且统一各个物理量的单位。(3)比热容的单位不可去掉分母的括号而写成“J/kg·℃”。(4)“升高”“升高了”不同于“升高到”。“升高”和“升高 了”是温度的变化量，即Δt；“升高到”是末温，即t。
相同质量的铝和铜，吸收了相同的热量，下列说法中正确的是（ ）A. 铝上升的温度较高B. 铜上升的温度较高C. 铝和铜上升的温度相同
质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88×104J, 该物质的比热容是多少？
解： Q吸＝cm（t－t0）所以：c＝Q吸/m（t－t0）即：c＝18800J/2kg×（40℃－20℃）＝0.47×10³J/（kg·℃）答：该物质的比热容是0.47×10³J/（kg·℃）
有一根烧红的铁钉，温度是800 ℃ ，质量是1.5g。它的温度降低到20 ℃ ，要放出多少热量？
解：查表得,铁的比热容c＝460J/kg·℃已知：m=1.5g=0.0015kg,温差：800－20＝780℃, c ＝460J/kg·℃据：Q放＝cm( t0-t1)＝460×0.0015×780＝538.2（J）答：要放出538.2J。
水的比热容较大，生活中，我们常用水来加热或散热，例如：冬天常用热水袋取暖，把质量为2 kg、温度为90 ℃的热水装入热水袋中，到温度降为30℃的时候，这些水放出了____________J的热量；如果用相同质量、相同温度的沙子来取暖，沙子会冷得________(填“快些”或“慢些”)。
1．热量计算公式：Q＝cmΔt，Δt表示______________，既可以表示温度升高的多少，也可以表示温度降低的多少。物体吸收的热量可以用公式Q吸＝cm(t－t0)计算，其中t为__________，t0为__________。物体放出的热量可以用公式Q放＝__________计算。
2．(2019·株洲)用一台电取暖器给有50 kg空气的房间加热。通电后取暖器的电热元件温度升高，是通过________(填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的；一段时间后室温升高了5 ℃，则空气吸收的热量为_______J。[设空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)]
【点拨】通电后取暖器的电热元件温度升高，是通过电流做功的方式使其内能增加的；空气吸收的热量Q＝cmΔt＝1.0×103 J/(kg·℃)×50 kg×5 ℃＝2.5×105 J。
【答案】做功；2.5×105
3．(2019·重庆)重庆网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼和汤，鹅卵石放热使汤沸腾，则质量为1 kg的鹅卵石从300 ℃降到250 ℃放出的热量是________J；用锅盖紧密盖住木桶，桶内气压升高，则汤的沸点会________(填“升高”“降低”或“不变”)。[c鹅卵石＝ 0.8×10 3 J/(kg·℃) ]
【点拨】Q放＝c鹅卵石m(t0－t)＝0.8×103 J/(kg·℃)×1 kg×(300 ℃－250 ℃)＝4×104 J。
【答案】4×104；升高
4．在已知物质吸收(或放出)的热量、质量和__________________________________的情况下，利用变形式____________________便可以求出该物质的比热容。
温度改变量(或初温和末温)
【点拨】比热容是物质的一种特性。同种物质状态不变时其比热容是一定的，与物体的质量、温度的改变量、吸收或放出的热量无关，故选项A、B、C错误，选项D正确。
6．由实验测量可知，质量是100 g、温度是24 ℃的实心金属球吸收2.3×103 J的热量后，温度升高到74 ℃，则该金属球的比热容是____________J/(kg·℃)。查表可知，这种金属可能是________。
【答案】 0.46×103；钢铁
7．若要求物体温度升高(或降低)的多少，需要知道的物理量有：________、________和______(填物理量符号)，用到的公式为_____________。若要求该物体的末温，则还需要知道它的________。
8．(中考·临夏)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，将4 kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是______J/(kg·℃)；初温为30 ℃、质量为2 kg的水吸收2.1×105 J的热量后，温度将升高到________℃。
【答案】 4.2×103；55
9．质量为20 kg的水，吸收了6.72×106 J的热量，温度升高到90 ℃，求水的初温。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
10．若要求出物体的质量，需要知道的物理量有：________、________和________(填物理量符号)，用到的公式为________________。
12．我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏季节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。某人工湖湖水的质量为1.0×107 kg，若水温平均升高0.8 ℃，则湖水吸收的热量为____________J；若这些热量被相同质量的沙石吸收(c水＞c沙石)，则沙石升高的温度________(填“大于”“等于”或“小于”)0.8 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【点拨】湖水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×107 kg×0.8 ℃＝3.36×1010 J。
【答案】3.36×1010；大于
13．水稻是喜温植物，春季育秧时，通常傍晚向秧田灌水，早晨将水放出，以防霜冻。隐含的物理知识是，水的________较大。气温降低时，水能________(填“放出”或“吸收”)较多的_____(填“温度”或“热量”)。如果某秧田中水的温度降低了2 ℃，放出了3.36×107 J的热量，则该秧田中水的质量为________kg。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】比热容；放出；热量；4 000　
14．某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ℃，经8 750 s时间后上升到45 ℃[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
15．(2019·贵港)为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图甲所示。
(1)加热时，某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示，则此时水的温度是________℃。
【点拨】由题图可知，温度计的分度值为1 ℃，温度计中的液面刚好对齐20上面的第3条刻度线，则对应的温度为23 ℃。
(2)实验数据记录如下表：分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量________(填“相同”或“不同”)，________(填“水”或“煤油”)的吸热本领更强。
【点拨】由表中数据分析知，水和煤油升高相同的温度时，所用的加热时间不同，因为是同样的热源，所以水和煤油吸收的热量不同；又因为水的加热时间较长，所以在升高相同的温度时，水吸收的热量较多，说明水的吸热本领更强。
(3)根据以上表格的数据计算，当加热时间为12 min时，这些水吸收的热量是________J。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]。
【点拨】当加热时间为12 min时，这些水吸收的热量为：Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(30 ℃－20 ℃)＝8.4×103 J。
16．如图是用电磁炉烧水时的情形。已知该电磁炉每分钟能提供9×104 J的热量，壶的容积为2.5 L。求：(1)壶中装满水后，水的质量是多大？(水的密度为1.0×103 kg/m3)
解：(1)壶中装满水后水的质量：m ＝ ρV ＝1.0×103 kg/m3×2.5×10－3 m3＝2.5 kg。
(2)在壶中装满25 ℃的水，用这种电磁炉给水加热9 min 20 s，壶中水的温度将升高多少摄氏度？[不计热量损失，当时大气压为1个标准大气压，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]