研究物质的比热容(沪粤新版.ppt

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1、12.3 研究物质的比热容,开动脑筋：,在上一节课里我们知道：1Kg水温度升高（或降低）1需要吸收（或放出）的热量是4.2103J；,那么，1Kg砂石温度升高（或降低）1需要吸收（或放出）的热量也是4.2103J吗？,我们还是先从一个奇妙的自然现象开始探究吧！,在同一纬度的同一天，某一沿海地区和某沙漠地区的昼夜气温变化情况如下图：,为什么在同一天内，同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会有如此大的差异呢?,一、探究物体的吸、放热性能,活动1：探究水和砂石的吸、放热性能,海滨地区的主要物质是什么？沙漠地区的主要物质是什么？,猜想与假设,海滨地区日温差小，沙漠地区日温差大，可能是由于什么原因造成

2、的？,可能由于海滨中的水吸热时升温慢，放热时降温慢；沙漠中的砂石吸热时升温快，放热时降温快造成的。,制定计划与设计实验,（1）选水和砂石为研究对象来做这个实验时，水和砂石的哪些量应该相同？,（2）若用相同的酒精灯对水和砂石加热，水和砂石吸收热量的多少通过什么来判断？有什么要求？,质量相同,酒精灯的火焰大小要相同,规格相同,初温相同,加热的时间,（3）对装水和砂石的烧杯规格有什么要求？为什么？,（4）实验需要测量哪些量？需要哪些器材？,升高的温度,水和砂石的质量,加热的时间,（5）应该按照怎样的步骤进行实验？,天平、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、停表、水、砂石、玻璃棒,按如图组装器材；,

3、用天平分别称出100g的水和砂石，分别倒入两个烧杯中；,记录水和砂石开始时的温度；,用相同的酒精灯对水和砂石加热，记录在加热1min、2min、3min 时水和砂石各自升高的温度。,（6）设计记录表格,进行实验与收集证据,实验指导：加热时，使用玻璃棒不断搅拌。,目的是：使沙子和水受热均匀。,实验数据记录,分析与论证与得出结论,（1）吸收相同热量时，谁升温更快？,砂石,（2）如果要使水和砂石升高相同的温度，谁需要的时间更长？,水,这说明：质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量是不同的。,为了反映不同物质的吸热（或放热）本领是不同的，我们引入了一个新的物理量比热容。,质量相等的不同物质，

4、降低相同的温度时，放出的热量也是不相等的。,实验表明：物体温度升高时吸收的热量，不仅跟质量及升高的温度有关，还跟物质的种类有关。,评估与交流,（1）水和砂石谁的吸热能力强？,(2）如何科学地比较不同物质的这种特性呢？,若“相同质量”都取1Kg，即单位质量，升高（或降低）相同的温度都取1，那么，1Kg不同物质，温度升高（或降低）1，吸收（或放出）的热量相等吗？,怎样表示比热容这个物理量呢？,二、什么是比热容,不相等,因此，单位质量某种物质，温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量就反映了这种物质吸、放热的性能。,定义：物理学中，把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，

5、叫做这种物质的比热容，用符号c表示。,读作“焦每千克摄氏度”,比热容的单位：J/（kg）,水的比热容为4.2103J/（kg），它表示的物理意义是什么？,1Kg的水温度升高1需要吸收4.2103J的热量,分析比热容表，可以找出哪些规律？J/(kg),你发现的规律？,水的比热容最大。,不同的物质比热容可能相等；,即：对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等均无关，它仅与物质的种类和状态有关。,因此，可以用比热容来鉴别物质的种类。,物质的比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容一般是不同的；,物质的比热容还与物质的状态有关，与质量、温

6、度、吸收或放出的热量无关；,显然，物质的比热容是物质的一种特性。,想一想：,还有哪些物理量的大小取决于物质的种类？,密度,热值,继续阅读比热容表，比较水和砂石的比热容，回答下列问题：,2.1kg的水和沙石温度降低1，水和沙石放出的热量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？,3.1kg的水和沙石温度升高1，水和沙石吸收的热量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？,1.水的比热容是沙石的多少倍？,4.1kg的水和沙石吸收4.2103J的热量，升高的温度分别为多大？沙石升高的温度是水的多少倍？,约4.6倍,4.2103J、0.92103J,约4.6倍,约4.6倍,4.2103J、0.92103J

7、,1、4.6,约4.6倍,“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些重要的应用呢？,1、用冷水冷却物体(冷却剂),2、热水供暖,汽车发动机用冷水来冷却,水的比热容大，在质量一定的条件下升高相同温度时，水吸热多，用水作冷却剂效果好。,冬天的散热器用热水取暖,水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时,放出热量多，用热水取暖效果好。,生活物理社会,因为水的比热容大，白天，它吸收的一定热量后，水升高的温度不多；夜晚，它放出一定热量后，水降低的温度不多。,3、调节气候,沿海地区昼夜温差变化不大,海滨,沙漠,为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大?,从比热容表可以看出,各

8、种物质,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。,由于海水的比热容大,砂石比热容小,海水与砂石比较,吸收或放出同样的热量,升高或降低的温度较小,白天在受太阳照射条件相同时,海水的温度变化要小些,沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚放热,沿海地区温度降低也少。,所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。同理,在一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。,沙子很烫而海水很凉,沙子变凉而海水却很温暖,中 午,傍晚,因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢，海水很凉沙子很烫；没有日照

9、时，海水降温比沙子慢，海水很温暖沙子变凉。,为什么同一地方的海水和沙子在同一时刻的温度不一样？,新疆有句谚语：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，你现在能说出它的道理吗？,这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。,4.2103J,4.2103J5,4.2103J 5 10,已知：C水=4.2103J/(kg),问题：5千克的水温度升高10,要吸收多少热量?,三、热量的计算,逻辑推理：,即：,1kg,1,5kg,1,5kg,

10、10,温度变化t,质量m,物质种类C,吸=Ct=Cm（t-t0）,放=Cmt=C（t。-t）,初温,末温,则：,根据比热容的物理意义和影响物体吸热多少的因素，物体吸收热量的计算公式可归纳为：,同理，物体放出热量的计算公式可归纳为：,求:Q放,解:Q放=Cm（t0-t）,=0.88103J/(kg)0.5kg（100-15）,=3.74104J,答：铝块放出的热量3.74104J.,已知：m=500g=0.5kg，c=0.88103J/(kg)，t0=100，t=15,例1：500克的铝块，温度由100降低到15，放出了多少热量？,例2：质量为1kg的铁块，温度从40升高到50 需要吸收多少热量

11、。（铁=0.46103(kg)）,答；铁块需要吸收4.6103热量,求：吸=？,已知：m=1kg,t0=40,t=50，铁=0.46103(kg),解：吸=Cm(t-t0),=0.46103(kg)1kg（5040）,=4.6103,例3、质量是100克的煤油，吸收了6.3103的热后温度升高到5，求煤油的初温是多少？（煤油=2.1103(kg)）,答；煤油的初温是20,已知：t=50，m=100g=0.1kg，吸=6.3103 煤油=2.1103(kg),t0=t-t=50-30=20,求：t0=？,解：由吸=Cmt 得：,t=,吸,Cm,6.3103,2.1103(kg)0.1kg,=30

12、,t=t-t0,巩固练习：,1、下列说法正确的是（）A、物体温度越高，比热容越大 B、物体的质量越大，比热容越小 C、物体吸收的热量越多，比热容越大 D、物质的比热容跟物体的质量大小，温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关。,D,2、下列物质的比热容发生改变的是（）A、一杯水倒掉半杯；B、水凝固成冰；C、0的水变成4 的水；D、将铁块锉成铁球,B,A、D,3、关于物质的比热容，下列说法正确的是（）A、比热容是物质的特性，它反映了物质吸热和放热能力的强弱；B、温度、质量相同的不同物体，比热容大的物体含的热量多；C、物体温度越高，质量越大，比热容就越大；D、单位质量的某种物质，温度降低1时放出

13、的热量也可以叫做该物质的比热容。,4、问：为了保护秧苗不受冻，傍晚向秧田里多灌些水，这是为什么？,答：这是因为水的比热容比较大，夜间放出一定的热量时，秧田里水的温度变化小，秧田的温度不致降低太多，秧苗就不致冻坏。,A B,5、分别用两个完全相同的热得快，同时给质量和初始温度都相同的A、B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示，谁的比热容大？,B,6、给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中a线所示，若其他条件不变，仅将水的质量增加，则图中温度与时间的关系图线正确的是（）A.a B.b C.c D.d,C,2:3,7、甲乙两物体比热容之比为1:3，质量之比为2:3，若两者吸收热量之

14、比为2:5，则甲乙两物体升高的温度之比为多少？,8、甲乙两物体的质量之比为3:5，吸收相同热量后，乙升高的温度为甲的2/5，则甲乙的比热容之比为_。,9:5,9、0.8Kg的冰吸收8.4103J的热量后，温度变为-4，求冰的初温。,10、把200g铅加热到98，然后投入到温度为12的80g水里，混合后的温度为18，求铅块的比热容。,11、质量为100g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出，立即投入质量为250g，温度为20的水中，水的温度最后升高到60，求炉子的温度。,本节小结,一、影响物体吸热（或放热）多少的因素：,物体的质量；温度变化量；物质的种类,二、比热容：,2、水的比热容大在生活、生产中的应用,1、定义：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，叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：J/（kg）,用冷水冷却物体,热水供暖,调节气候,三、热量的计算：,吸=Ct=Cm（t-t0）,放=Ct=Cm（t0-t）,