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第十三章 內(nèi)能
第1節(jié) 熱量 比熱容
素養(yǎng)目標(biāo)
物理觀念：了解比熱容概念及單位，知道其是物質(zhì)的屬性，會(huì)查比熱容表并了解常見(jiàn)物質(zhì)比熱容大小關(guān)系，明確熱量概念及單位，掌握熱量的計(jì)算。
科學(xué)思維：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)吸放熱情況以建立比熱容概念，并了解物理學(xué)中常用的比值定義法這一科學(xué)方法。
科學(xué)探究：通過(guò)科學(xué)探究，體會(huì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：在學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程中激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，借演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)其樂(lè)于觀察、勤學(xué)好問(wèn)的科學(xué)態(tài)度，鼓勵(lì)查找資料以養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。
思考：同樣是在太陽(yáng)的照射下，為什么沙子和海水的溫度變化如此不同呢
假期到海邊旅行的時(shí)候我發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：白天，我們?cè)谏碁┥贤嫠r(shí)，腳下的沙子熱得發(fā)燙，可海水卻依舊清涼；到了夜晚，沙子很快就涼了下來(lái)，海水卻還是暖暖的。
情境導(dǎo)入
在熱傳遞過(guò)程中，傳遞的熱的多少叫作熱量。
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)熱量
家里來(lái)客人時(shí)，我們要給客人倒一杯開(kāi)水，這時(shí)就需要燒水。
新知探究
熱量的單位是焦耳。
1g水溫度升高1℃時(shí)吸收的熱量約為4.2J。
思考：怎樣能讓客人快速喝上開(kāi)水呢？
方法1：燒半壺水；因?yàn)闊粔厮盏臒崃恳嘁恍?br/>方法2：用溫水燒開(kāi)；因?yàn)榘牙渌疅_(kāi)吸收的熱量要多一些。
質(zhì)量、升高的溫度。
那么物質(zhì)吸收熱量的多少和什么因素有關(guān)？
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)熱量
新知探究
比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
提出問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)器材：
水、食用油、玻璃杯、溫度計(jì)、相同規(guī)格的電加熱器、計(jì)時(shí)器。
不同物質(zhì)吸熱的情況是怎樣的？
任務(wù)二 比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
新知探究
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制哪些物理量不變？
質(zhì)量、吸收的熱量。
如何知道哪種物質(zhì)吸熱比較多？
使用相同的加熱器，加熱時(shí)間長(zhǎng)的吸熱多，反之少。
控制變量法
轉(zhuǎn)換法
任務(wù)二 比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
新知探究
1.取一定質(zhì)量的水和食用油裝入兩容器中，安裝好實(shí)驗(yàn)器材。
2.記錄液體加熱前的溫度。
3.給電加熱器通電，每隔2分鐘分別記錄油和水的溫度。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
任務(wù)二 比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
新知探究
實(shí)驗(yàn) 比較不同物質(zhì)的吸收熱量的情況
實(shí)驗(yàn)記錄：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
不同物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同時(shí)，吸收的熱量不同。
任務(wù)二 比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
新知探究
時(shí)間/min 0 2 4 6 8 10
食用油的溫度/℃
水的溫度/℃
20
29
43
55
66
74
20
28
35
42
48
54
吸熱時(shí)間/s
升高的溫度/℃
O
100g水、食用油“吸熱時(shí)間—升溫”關(guān)系圖
水
食用油
思考：你從圖中得出了什么？
任務(wù)三 認(rèn)識(shí)比熱容
新知探究
1 kg的某種物質(zhì)，溫度降低1℃所放出的熱量，與它溫度升高1 ℃所吸收的熱量相等，數(shù)值上都等于它的比熱容。
一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫作這種物質(zhì)的比熱容。
單位：焦每千克攝氏度，符號(hào)J/(kg·℃)
符號(hào)：c
任務(wù)三 認(rèn)識(shí)比熱容
新知探究
活動(dòng)：找到水的比熱容，并說(shuō)出它表示的物理意義。
任務(wù)三 認(rèn)識(shí)比熱容
新知探究
物質(zhì) 比熱容c/[J·(kg·℃）-1] 物質(zhì) 比熱容c/[J·(kg·℃）-1]
水 4.2×103 鋁 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 約0.84×103
煤油 約2.1×103 鐵、鋼 0.46×103
冰 2.1×103 銅 0.39×103
色拉油 約1.97×103 水銀 0.14×103
沙子 約0.92×103 鉛 0.13×103
思考：你能說(shuō)出為什么剛才實(shí)驗(yàn)中油升溫快嗎？
例題 下表是一些物質(zhì)的比熱容【J/（kg·℃）】，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（ ）
A.物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)無(wú)關(guān)
B.100g水的比熱容是50g水的比熱容的兩倍
C.質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊吸收相同熱量，銅塊溫度變化較大
D.寒冬季節(jié)，放在室外盛有水的水缸會(huì)破裂，主要是因?yàn)樗谋葻崛葺^大
C
任務(wù)三 認(rèn)識(shí)比熱容
新知探究
水 4.2×103 鋁 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 約0.84×103
沙子 約0.92×103 銅 0.39×103
為什么在同樣的太陽(yáng)照射下，沙子和海水的溫度變化如此不同呢？
因?yàn)楹Ｋc沙子受光照的時(shí)間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子大，所以海水升溫比沙子慢，因此白天海水溫度低，沙子溫度高。晚上沒(méi)有光照時(shí)，海水和沙子放出相同熱量時(shí)，海水降低的溫度比沙子的小，所以海水溫度高，沙子溫度低。
任務(wù)四 利用比熱容解釋現(xiàn)象
新知探究
火焰山，是吐魯番最熱的地方，其表面溫度最高曾達(dá)到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就降到二十多攝氏度。
火焰山的溫度計(jì)
沙子的比熱容較小，在吸放熱時(shí)，溫度變化較大。故而白天與晚上溫差較大。
這是為什么呢？
任務(wù)四 利用比熱容解釋現(xiàn)象
新知探究
昆明氣候宜人，四季如春，又名春城。昆明的周邊是美麗的滇池，滇池總面積300平方千米，平均水深4.4米。昆明的晝夜溫差很小。這與滇池密切相關(guān)。
水的比熱容大，在吸放熱時(shí)，溫度變化較小。故而昆明的晝夜溫差小。
滇池
任務(wù)四 利用比熱容解釋現(xiàn)象
新知探究
想想議議：生活中有沒(méi)有利用物質(zhì)比熱容特性的應(yīng)用呢？
暖氣
用水給發(fā)動(dòng)機(jī)降溫
加水保溫
任務(wù)四 利用比熱容解釋現(xiàn)象
新知探究
1.由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定溫度吸收（或放出）的熱量很多，有利于作冷卻劑或用來(lái)取暖。
2.由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不多，有利于調(diào)節(jié)氣溫。
水比熱容大的利用
任務(wù)四 利用比熱容解釋現(xiàn)象
新知探究
比熱容在數(shù)值上等于1kg的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量。
4.2×103J
2kg水溫度升高1℃吸收的熱量
8.4×103J
2kg水溫度升高50℃吸收的熱量
4.2×105J
任務(wù)五 熱量的計(jì)算
新知探究
1kg水溫度升高1℃吸收的熱量
物體吸收的熱量與質(zhì)量成正比，與升高的溫度成正比，與物質(zhì)的比熱容成正比。
物體吸收熱量計(jì)算公式:
物體放出熱量計(jì)算公式:
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
任務(wù)五 熱量的計(jì)算
新知探究
物理量 單位
熱量Q
質(zhì)量m
初溫t0、末溫t 溫度差△t=t- t0
物體的比熱容c
焦耳J
千克kg
攝氏度℃
焦每千克攝氏度J/(kg·℃)
例題 小楊家的電熱水器內(nèi)裝有50L的水，該熱水器中水的溫度從20℃升高到40℃，求這些水吸收的熱量。
任務(wù)五 熱量的計(jì)算
新知探究
解：由 得：
水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m ×50×10- m =50kg，
水吸收的熱量：
Q吸=cm(t-t0)=4.2×10 J/(kg·℃)×50kg×(40℃-20℃)=4.2x106J。
m
V
ρ=
熱量
比熱容
在熱傳遞過(guò)程中，傳遞的熱的多少
熱量
熱量的計(jì)算
一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫作這種物質(zhì)的比熱容
單位
物理意義
比熱容
比熱容的應(yīng)用
課堂小結(jié)
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
1.關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.比熱容是物質(zhì)的一種屬性，只和物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)　
B.同種物質(zhì)質(zhì)量越大比熱容就越大　　　　　　
C.因?yàn)樗谋葻崛葺^大所以比較適合作冷卻劑　
D.物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)其比熱容一般不變
C
課堂練習(xí)
2.燒杯中裝有酒精，現(xiàn)用去一半，則剩余酒精的下列物理量中，發(fā)生改變的是（ ）
A.質(zhì)量 B.密度
C.比熱容 D.沸點(diǎn)
A
課堂練習(xí)
3.為了比較兩種不同液體的吸熱性能，用如圖所示的兩套完全相同的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.實(shí)驗(yàn)要保證兩種液體的體積相同
B.實(shí)驗(yàn)中，若升高的溫度相同，則加熱時(shí)間
長(zhǎng)的液體比熱容較大
C.實(shí)驗(yàn)中，若加熱時(shí)間相同，則溫度升高較
多的液體比熱容較大
D.實(shí)驗(yàn)中，兩種液體吸收熱量的多少可以通
過(guò)液體升高的溫度比較
B
課堂練習(xí)
4.某中學(xué)用焦炭作為燃料供應(yīng)開(kāi)水，焦炭放出1.26×106J的熱量。若這些熱量全部被10kg的煤油吸收，能使煤油的溫度升高_(dá)______（煤油未沸騰）度;若這些熱量有25%被水吸收，能將______kg的水從25℃加熱到100℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），
c煤油=2.1×103J/（kg ℃）]
60
1
課堂練習(xí)

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