資源簡介

第十三章 內能
13.3 比熱容
教學目標
1、知道不同物質的吸熱能力不同
2、理解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種屬性
3、會利用比熱容進行計算
重點：比熱容的概念及相關計算
難點：對比熱容的理解
引言：夏季，白天海灘上的沙子熱得燙腳，但海水卻非常涼爽；
夜晚，沙子很快涼下來了，但海水卻是暖暖的。同樣的日照條件，為什么沙子和海水的溫度不一樣？
一、比較不同物質吸熱的情況
探究實驗：
思路： 升高相同的溫度，看吸熱多少，即看電加熱器的加熱時間。
吸收相同的熱量，看溫度升高多少。
注意：控制變量：保證初溫，質量和電加熱器相同
實驗目的：探究不同物質的吸熱情況
實驗工具：相同規格的電加熱器、玻璃杯，溫度計…...
實驗步驟：取質量相等，初溫相等的水和食用油，用規格相同的電加熱器，給它們加熱，使它們升高到相同的溫度記錄所用時間。
實驗結論：不同的物質，在質量相等，升高溫度相同時，吸收的熱量不同。
如何來表示不同物質在這種性質上的差別呢？
二、比熱容
1、定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高溫度乘積的比值叫做比熱容
符號：c 單位：J/（kg ℃）
公式：c=
2、物理意義：單位質量的某種物質，溫度升高1℃所吸收的熱量。（或降低溫度所放出的熱量）
例如：c水=4.2×103 J/（kg ℃）表示1kg的水溫度升高1℃所吸收的熱量是4.2×103 J
c鐵=0.46×103 J/（kg ℃）表示1kg的鐵溫度升高1℃所吸收的熱量是0.46×103 J
3、注意：
①比熱容是物質本身的一種性質，物質不同，一般比熱容不同。
物態不同，比熱容不同（水和冰）；比熱容相同的，不一定是同一種物質（煤油和冰）
②比熱容越大，物質的吸熱能力越強
③水的比熱容最大：升高1℃吸收的熱量最多
例如：沿海城市氣溫變化不是很大；
冬季北方地暖，都是用的水暖
汽車的冷卻劑用的是水
【例題1】關于物質的比熱容，下列說法中正確的是（　 　）
A．比熱容是物質的一種屬性，只和物質的種類有關 B．同種物質質量越大比熱容就越大
C．因為水的比熱容較大所以比較適合做冷卻劑 D．物質的狀態發生變化時其比熱容一般不變
【例題2】甲、乙兩物體質量都為1kg，丙物體質量為2kg，三個物體溫度都升高1℃，吸收熱量如圖1，以下說法正確的是（　 　）
A．乙的比熱容與丙的相等 B．甲的比熱容比乙的大
C．甲的溫度升高1℃，需吸收2000J的熱量 D．甲、乙的溫度都降低1℃，乙比甲放出的熱量多
【例題3】小明根據下表所提供的數據得出了四個結論，其中正確的是（ ）
A．液體的比熱容一定比固體的比熱容大
B．同種物質發生物態變化后，比熱容不變
C．由于水的比熱容大，白天海水溫度比沙灘高
D．2kg 的水溫度升高 50℃，吸收的熱量是 4.2×105J
三、熱量計算
1、求吸收/放出的熱量
Q=cm △t
升溫：△t=t末-t初
降溫：△t=t初- t末
注意：
1）升高到和升高了的區別：看清楚文字
2）注意標準大氣壓下水的沸點是100℃！
比如：
2kg 的水溫度升高10℃，吸收了多少熱量？
Q=cm △t=4.2×103 J/（kg ℃）×2kg×10℃=8.4×104J
2kg的水，初溫為10℃，升高到50℃，吸收了多少熱量？
Q=cm △t=4.2×103 J/（kg ℃）×2kg×（50℃-10℃）=3.32×104J
2、知3求1（比熱容作為已知量）
3個公式的變形：
例如：2kg 的水吸收了2.1×105 J的能量，溫度升高了多少度？
△t=
【例題4】將200g ,80℃的熱水和400g ,20℃的冷水混合，不計熱量損失，達到熱平衡時，混合后水的溫度是 ℃
【例題5】標準大氣壓下，2kg初溫為30℃的水，吸收3.36×105J的熱量后，水的溫度升高 ℃
四、考點
1、比較物質吸熱能力的三種方法
2、在圖像/表格里面比較物質的吸熱能力
3、求比例
4、求比熱容
5、求吸收的熱量
【例題6】用相同的電加熱器分別對質量相等的A和B兩種液體（不計熱量損失）如
圖是A和B的溫度隨加熱時間變化的圖象，下列說法正確的是（ ）
A．A的比熱容與B的比熱容之比為2：1
B．A的比熱容與B的比熱容之比為2：3
C．都加熱t時間，B吸收熱量比A吸收熱量多
D．A和B升高相同的溫度，B吸收熱量較多
【例題7】某同學在做“比較不同物質吸熱能力”的實驗時，使用相同的電加熱器給水和未知液體加熱，他得到如下數據：
物質 質量/g 初始溫度/℃ 加熱時間/min 最后溫度/℃
水 60 20 6 45
未知液體 60 20 6 62
（1）為了完成以上探究性實驗，還需要補充的器材是 .
（2）在實驗中該同學是根據 來判斷吸收熱量的多少．
（3）實驗表明，在相同條件下吸熱的能力更強的是 （選填“水”或“未知液體”）．
（4）加熱3分鐘，未知液體吸收的熱量為 J
（5）若，依據以上條件求出C液= J/kg·℃.
【例題8】某同學利用如圖甲所示的裝置比較a、b兩種液體吸熱的情況：
(1)實驗中應量取質量相等的兩種液體，分別倒入相同的燒杯中，用相同規格的電加熱器加熱，通電后電加熱器的內能增加是通過_做功_(填“做功”或“熱傳遞”)方式改變的。
(2)圖乙是該同學根據實驗數據繪制的圖象，同時加熱6 min，a液體吸收的熱量__ _(填“大于”“等于”或“小于”)b液體吸收的熱量。分析圖象可知：質量相等的液體a和b，升高相同溫度時，__ 吸收的熱量多。
(3)物理學中用比熱容表示物質的吸熱能力，由圖象可知，a、b液體的比熱容之比是_ _____
【例題9】圖甲是小峰在標準大氣壓下“探究固體熔化時溫度的變化規律”的實驗裝置。
（1）實驗前按　 　（選填“自上而下”或“自下而上”）的順序組裝器材。
（2）實驗中，某時刻溫度計的示數如圖乙所示，該物質此時的溫度是　 　℃。
（3）圖丙是小峰根據記錄的數據繪制的溫度隨時間變化規律的圖象，由圖象可知該物質在熔化過程中吸收熱量，溫度不變，內能　 　（選填“增加”“減少”或“不變”）。
（4）由丙圖可知，該物質在固態時的比熱容是 　　J/（kg ℃）。
(5) 若該物質為冰，質量為100g,由丙圖可知，該物質在3-5min吸收的熱量是　 　J
（6）試管中的固體完全熔化后，若持續加熱，燒杯中的水沸騰時，試管中的液體　 　（選填“會”或“不會”）沸騰。
【課上習題】
1、用如圖2所示的裝置，先后加熱初溫、質量均相同的水和煤油，比較兩種液體比熱容的大小，多次實驗表明：要讓水和煤油升高相同的溫度，水需要的加熱時間更長，以下關于該實驗的操作及分析錯誤的是（　 ）
A．水比煤油的比熱容大
B．加熱時用玻璃棒不斷攪拌，是為了水和煤油受熱均勻
C．實驗中可以不使用溫度計，讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間
D．相同質量的水和煤油，若吸收相同熱量后．煤油比水升高的溫度大
2.下列熱現象的說法中，正確的是（　 　）
A．汽車發動機用水作為冷卻物質，是因為水的比熱容較大
B．打開香水瓶不久，滿屋子都能聞到香氣，是因為香水發生了升華現象
C．在發燒病人的額頭上擦冷水降溫，是因為蒸發放熱
D．溫度高的物體比溫度低的物體含有的熱量多
3.下列事例中不是利用水的比熱容大的特性的是（　 　）
A．夏天．在地上灑水會感到涼快 B．北方樓房內的“暖氣”用水作為介質
C．海邊晝夜溫差變化比沙漠中小 D．生物體內水的比例高，有助于調節自身的溫度
4. 用兩個相同的電加熱器分別給質量和初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱，兩液體的 溫度隨時間變化關系圖象如圖所示，下列說法正確的是（　 　）
A．甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容
B．加熱相同的時間，甲液體升高的溫度大于乙液體升高的溫度
C．加熱相同的時間，甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量
D．升高相同的溫度，兩液體吸收的熱量相同
5.小天用電熱水壺將1千克20℃的水加熱至70℃，在這個過程中，下列分析正確的是（ 　）{c水=4.2×103J/（kg ℃）}．
A．水吸收的熱量為2.1×105J B．電熱水壺消耗的電能全部轉化為水的內能
C．水的溫度升高，它的內能減小 D．水的溫度升高，它的比熱容變大
6. 小明在探究“物質的放熱能力與哪些因素有關”時，分別用質量均0.5kg的水和另一種液體進行對比實驗，并用圖象對實驗數據進行了處理，如圖所示，實驗過程中，水和另一種液體在相同時間內放出的熱量相等，分析圖象可以得出：_
_(選填“甲”或“乙”)物質為水，另一種液體的比熱容為__ J/（kg ℃），這種液體在0～15min內放出的熱量為__ J_.
7. 圖1是“比較不同物質吸熱的情況”的實驗裝置．兩個相同的燒杯中分別裝有質量相等的水和食用油．
（1）選用兩個相同規格的電加熱器加熱，目的是使水和食用油在相等時間內　
（2）實驗過程中溫度計的玻璃泡不要碰到燒杯和 　 　．
（3）圖2中能合理反映該實驗結果的圖象是　 　（選填“甲”“乙”或“丙”）．
8.在“母親節”這天，小唐同學為媽媽燉了一碗排骨湯，然后用盆子裝了5kg的水，將裝湯的碗放在水中進行冷卻．小唐同學用水進行冷卻主要是利用了水的 大．過了一會兒，水溫由20℃升高到25℃，水吸收的熱量為
J．
【課后作業】
1.小明根據下表1所提供的數據得出了四個結論，其中正確的是（　 　）
A．液體的比熱容一定比固體的比熱容大
B．同種物質發生物態變化后，比熱容不變
C．由于水的比熱容大，白天海水溫度比沙灘高
D．2kg的水溫度升高50℃，吸收的熱量是4.2×105J
2. 用兩個相同的電熱器給質量相同的物質甲和水加熱，它們的溫度隨加 熱時間的變化關系如圖所示，據此判斷物質甲的比熱容為（　 　）
A．2.1×103J/(kg·℃) B．4.2×103J/(kg·℃)
C．1.2×103J/(kg·℃) D．條件不足，不能確定
3. 在探究“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，實驗裝置如圖所示．
（1）實驗中應量取質量_ 的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的燒杯中．
（2）用相同規格的電加熱器加熱甲和乙兩種液體，使它們升高相同的溫度，通過__ _來比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少．
（3）實驗記錄的數據如表所示，分析實驗數據可知_ _ _物質的吸熱能力強．
（4）甲乙兩種液體的比熱容之比是
（5）若甲液體是水，質量為200g,c水=4.2×103J/（kg ℃），則乙液體加熱4min吸收的熱量是 J
4、在“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，在兩個相同的燒杯中分別裝有質量為200g的水和某種液體，實驗裝置如圖甲所示，反映該實驗結果的圖象如圖乙所示。
(1)實驗中應該選擇_ ___ 的電加熱器。
(2)實驗結果表明：不同物質，在_ _ _、_ ______ ___相同時，吸收的熱量不同。已知水吸熱能力較強，乙圖中能反映“某種液體”吸熱情況的是圖線__ ____(選填“A”或“B”)。加熱2min，某種液體吸收的熱量是_ ___J。
5、在探究“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，加熱質量相同的水和煤油，使它們升高相同的溫度。比較它們吸收熱量的多少，看看這兩種物質的吸熱情況是否存在差異。
（1）為了得到質量相同的水和煤油，在實驗室里通常使用的測量工具是　 　。
（2）在相同條件下用相同的電加熱器分別給水和煤油加熱，要使水和煤油升高相同的溫度，對
　 　（“水”或“煤油”）加熱的時間更長。
（3）根據實驗數據，小明作出了水和煤油的溫度隨時間變化的圖象，由圖象可知，水的溫度隨時間變化的圖象是　
（選填“a”或“b”），煤油的比熱容為　 J/（kg ℃）。
6、如圖是“比較不同物質吸熱的情況”的實驗裝置。
（1）圖甲中需要用到___ （填“體積”或“質量”）和初溫都相同的水和食用油。
（2）根據實驗數據，小明作出了水和食用油的溫度隨加熱時間變化的圖象，如圖乙，分析圖象可知，加熱10min，水吸收的熱量_ _（填“大于”、“小于”或“等于”） 食用油吸收的熱量，食用油的溫度變化大于水的溫度變化，由此可知，__ _______的吸熱能力更強。
（3）通過圖象乙還可以得出當地的大氣壓_ __（填“高于”、“低于”或“等于”）標準氣壓；食用油的比容熱為_ J/（kg ℃）。
（4）小紅也完成了實驗，她將水的溫度隨加熱時間變化的圖象和小明的進行比較，如圖丙中的圖線可知，小紅和小明在實驗中所用水的質量之比是___ __。
（5）在實驗中的電加熱器工作的效率是90%的含義是__ _ _。
A．該電加熱器可以把90%的電能轉化為內能
B．該電加熱器可以把10%的電能轉化為內能
C．該電加熱器傳遞給液體的內能90%來源于電能
（6）在受太陽照射的條件相同時，內陸地區晝夜溫差比沿海地區大，這是因為干泥土和水相比，_ 比熱容較小。
7（5分）．為了比較水和食用油的比熱容，某同學用如圖所示的器材進行了實驗。實驗數據記錄如下：
物質 質量/g 初始溫度/℃ 加熱時間/min 最后溫度/℃
水 200 20 6 40
食用油 200 20 6 70
（1）為了保證在相同的時間內水和食用油吸收的熱量相同，則電加熱器的發熱體要　 　在液體中。
（2）由實驗數據可知，不同的物質在　 、 時，　 不同。
（3）實驗中食用油吸收的熱量是　 J。
8 (4分)在“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，用相同規格的電加熱器加熱，實驗裝置如圖所示。
(1)實驗中應量取__ _ _的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的燒杯中。液體的量要適當，至少要能_ _電加熱器的發熱體，保證液體在相等時間內吸收熱量相同，太多則實驗耗時較長。
(2)實驗中記錄的數據如下表所示，分析實驗數據可知：__ 的吸熱能力較強。
(3)物理學中用比熱容表示不同物質吸熱能力的不同，上述實驗中，甲和乙的比熱容之比為 __。
9（5分）如圖所示，某同學在兩只相同的燒杯里分別裝入水和某種液體，比較它們吸熱的情況。
為了便于比較，實驗中要求在兩燒杯中放入__ _____的電加熱器（選填“規格相同”或“規格不同”），這樣可以保證在相同的時間內，兩種液體__ _____相同（選填“升高的溫度”或“吸收的熱量”）。放置時，要使電加熱器的發熱體__ __在液體中。（選填“浸沒”或“部分浸入”）
（3）調整器材后，測得的數據如下表所示，分析實驗數據可知乙的比熱容是__ ___
物質 質量/g 初溫/℃ 末溫/℃ 加熱時間/min
甲 200 20 40 4.2
乙 200 20 40 2.1
10（4分）．小田用如圖甲所示裝置做“比較不同物質的吸熱能力”實驗，在兩個相同的燒杯中分別裝入質量、初溫都相同的A、B兩種液體，并用相同的電加熱器分別加熱。
（1）要完成該探究實驗，除了圖甲中所示的器材外，還需要的測量工具有天平和 。
（2）實驗中選擇相同規格的電熱器，其目的是 。
（3）小田根據實驗測得的數據分別描繪出了A、B兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖乙，
分析圖乙可知 （填“A”或“B”）的吸熱能力更強。若加熱過程中無熱量損失，已知A的比熱容為2.4×103J/（kg ℃），則B的比熱容為 。
11、如圖所示是小李同學在一個標準大氣壓下探究某物質熔化時溫度隨時間變化的圖象，第6min時的內能　
　第8min時的內能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；該物質在CD段的比熱容是AB段比熱容的　
　倍（被加熱物質的質量和吸、放熱功率不變）。
12、小明同學用一種加熱器將質量為100g的冰持續加熱熔化直至沸騰，記錄并繪制出溫度﹣時間圖象如圖所示，根據圖象可以看出AB段的比熱容___ ____CD段的比熱容（選填“大于”、“等于”或“小于”）， BC段所吸收的熱量為______ ____J;

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