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13.1 熱量 比熱容
第十三章 內能
假期到海邊旅行的時候我發現一個有趣的現象：白天，我們在沙灘上玩耍時，腳下的沙子熱得發燙，可海水卻依舊清涼；到了夜晚，沙子很快就涼了下來，海水卻還是暖暖的。
思考：同樣是在太陽的照射下，為什么沙子和海水的溫度變化如此不同呢
知識點一 熱量
在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少叫作熱量。
家里來客人時，我們要給客人倒一杯開水，這時就需要燒水。
熱量的單位是焦耳。
1g水溫度升高1℃時吸收的熱量約為4.2J。
思考：怎樣能讓客人快速喝上開水呢？
質量、升高的溫度
那么物質吸收熱量的多少和什么因素有關？
方法1：燒半壺水；因為燒一壺水吸收的熱量要多一些。
方法2：用溫水燒開；因為把冷水燒開吸收的熱量要多一些。
[實驗目的]
知識點二 實驗 比較不同物質吸熱的情況
比較不同物質的吸熱情況。
[實驗導覽]
加熱相同質量的食用油和水，每隔兩分鐘測量并記錄他們的溫度。
方案1：選取質量相同的不同物質，使它們升高相同的溫度，比較它們吸收熱量的多少，吸收熱量多的物質吸熱本領強。
方案2：選取質量相同的不同物質，讓它們吸收相同的熱量，比較它們升高的溫度，溫度升高小的物質吸熱本領強。（拓展）
吸熱本領強的物質，溫度不易改變。
[實驗儀器]
利用電加熱器（相同規格）來加熱水和食用油。電加熱器每秒放出的熱量是一定的，當它浸沒在液體中時，可認為液體每秒吸收的熱量相同。
[實驗方法]
①控制變量法：控制水和食用油的質量、吸收的熱量相同，通過溫度變化量的不同來說明說明水和食用油的吸熱本領不同。
②轉換法：吸收熱量的多少無法直接觀察，但相同規格的電熱器每秒放出的熱量是相同的，通電時間越長，放出的熱量越多。不計熱量損失，放出的熱量全部被吸收，故物質吸收熱量的多少可以轉化成加熱時間的長短。
[實驗步驟]
1.用托盤天平稱取相同質量的食用油和水。它們的質量都為200g。
2.將兩個相同規格的電加熱器放入油和水中。
3.把兩個相同的溫度計同時插入油和水中。
4.記錄油和水的初始溫度。（室溫）
溫度計液泡要完全浸沒在液體中，且不能觸碰容器底和容器壁
5.把加熱器電源插入插座中并開始計時，每隔兩分鐘觀察一次溫度變化，將測量的溫度記錄到表格中。
6.通過實驗數據進行實驗分析，得出實驗結論。
[實驗步驟]
[實驗數據]
[實驗結論]
質量一定的水和食用油，升高相同的溫度，水吸收的熱量多。質量一定的水和食用油，吸收相同的熱量，煤油升高的溫度比水高
不同物質的吸熱本領是不同的
水的吸熱本領比食用油的吸熱本領強
在“比較不同物質吸熱情況”的實驗中,實驗裝置如圖所示。
加熱時間/ min 0 1 2 3 4
甲的溫度/ ℃ 20 27 34 41 48
乙的溫度/ ℃ 20 35 50 65 80
(1)該實驗除了圖中的實驗器材外,還需要用到的實驗器材有:停表和　　　　 。
(2)實驗中應選用規格　　　　(選填“相同”或“不同”)的電加熱器分別給初溫相同且　　　　(選填“質量”或“體積”)相同的甲、乙兩種液體加熱,并記錄實驗數據。
(3)分析下表中實驗數據可知,此實驗是通過比較_________(選填“加熱時間”或“溫度變化”)來判斷吸熱能力強弱的,　　　　(選填“甲”或“乙”)液體吸熱本領強。
(4)該實驗用到的研究方法有:轉換法和 　　　 　。

天平
相同
質量
溫度變化
甲
控制變量法



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的溫度乘積之比，叫作這種物質的比熱容。
c（英文小寫）
單位：
①國際單位 焦/(千克·開) J/(kg·K)
②常用單位 焦/(千克·℃) J/(kg·℃)
符號：
知識點三 比熱容

定義式：
Q吸——吸收的熱量—單位：焦耳（J）
m——質量—單位：千克（kg）
△t——升高的溫度—單位：攝氏度（℃）
c——比熱容—單位：焦耳每千克攝氏度【 J/kg·（℃） 】
知識點三 比熱容



①比熱容是物質的特性。比熱反映了物質的吸放熱本領，比熱越大，不容易升溫，也不容易降溫。
②不同種類的物質比熱容一般不同
③比熱容與物質的種類有關
④比熱容與物態有關：
c水=4.2× J/(kg·℃) c冰=2.1× J/(kg·℃)
⑤水的比熱： c水= 4.2 ×103 J/(kg ·℃)
物理意義是：
1千克的水每升高(降低) 1℃，吸收(放出)熱量4.2× 103 J
c與Q、m、△t無關
比熱容
物質 比熱容 c/[J·(kg·℃)－1] 物質 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 2.1×103 鐵、鋼 0.46×103
冰 2.1×103 銅 0.39×103
色拉油 1.97×103 水銀 0.14×103
沙石 約0.92×103 鉛 0.13×103
比熱容
對于同一物態的某種物質，根據 可知(　　)
A.比熱容跟熱量成正比
B.比熱容跟質量成反比
C.比熱容跟溫度變化成反比
D.吸收或放出的熱量跟質量與溫度變化的乘積之比是一個恒量
D
比熱容的應用
考慮經濟成本，談一談暖氣用水好，還是用油好？
因為水的比熱容比油大，根據Q=cm△t，質量一定的條件下降低相同的溫度，水放出的熱量更多。
沙漠地區“早穿皮襖午穿紗,圍著火爐吃瓜”為什么？
白天，當太陽照射到沙漠時，由于砂石的比熱容較小，砂石吸收熱量后，其溫度會迅速升高；而到傍晚，砂石要放出熱量，由于砂石的比熱容較小，砂石的溫度會馬上下降，溫度很低，所以沙漠氣候溫差變化很大。
比熱容的應用

水稻是喜溫作物，在每年三四月份育秧時，為了防止霜凍，傍晚常常在秧田里灌一些水過夜，你能解釋原因嗎？
因為水的比熱容大，傍晚溫度低水放熱降溫緩慢,不至于引發凍害
比熱容的應用
吐魯番夏天最高溫度大多在四十多攝氏度，居中國之首，而火焰山又是吐魯番最熱的地方，其表面溫度最高曾達到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就降到二十多攝氏度，空調都不用開 。
想想這是為什么呢？
吐魯番屬于沙漠地區，因為砂石的比熱容比較小，容易升溫也容易降溫。
比熱容的應用
為什么海水和沙子在同一時刻的溫度不一樣？
因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子的比熱容大，所以海水升溫比沙子慢；沒有日照時，海水降溫比沙子慢。
中午，沙子很燙而海水很涼。
傍晚，沙子變涼了而海水卻還很溫暖。
比熱容的應用
因為水的比熱容大，不容易升溫也不容易降溫
昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周邊，現在滇池南北長約40千米，東西寬約8千米，總面積300平方千米，湖岸線長163.2千米，最大水深10.4米，平均水深4.4米。那里的氣候宜人，四季如春，這與滇池密切相關。你知道其中的緣故嗎？
比熱容的應用
炎炎夏季，都市氣溫往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，這就是熱島效應，應該如何應對呢？
種草種樹，增加水蒸氣蒸騰
修建人工湖，利用水的吸熱本領強，來調節氣溫。
比熱容的應用
（2024 福建）水約占人體體重的60%～70%，有助于調節體溫，原因之一是水具有較大的（　　）
A．熱值 B．密度 C．溫度 D．比熱容
D
如圖所示,我國北方有些地區冬季供暖用的“暖氣”，用水做循環物質，主要是應用了水的比熱容_______的性質，在降低相同的溫度時能放出　　 (選填“較多”或“較少”)的熱量。
較大
較多
知識點三 熱量的計算
鋁的比熱容是0.88×103J/(kg·℃)，表示什么意義呢？
質量是1kg的鋁塊溫度升高1℃時吸收的熱量是0.88×103J。
物理意義：
1kg
1℃
0.88×103J
質量變化
溫度變化
吸收熱量
2kg
1℃
0.88×103J×2kg×1℃=1.76×103J
2kg
70℃
0.88×103J×2kg×70℃=1.232×105J
知識點四 熱量的計算
熱量的計算公式：
Q吸：吸收的熱量
m：物體質量
t0：物體初溫度
吸收的熱量=比熱容×質量×溫度變化量
Q吸= cm(t - t0)
Q放= cm( t0 - t )
把質量為m kg、溫度為t0 ℃的鋁塊加熱到t ℃，鋁塊吸收的熱量是多少？
Q=cm△t
Q放：放出的熱量
t：物體末溫度
插上水稻秧苗的秧田都要蓄上一定的水,使其具有一定的“保溫”功能。若一秧田所蓄水的質量為4×103 kg，如果水溫升高2 ℃，則水吸收的熱量為　　　　　J。若這些熱量被同等質量的干泥土吸收，則干泥土升高的溫度是　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，c泥土=0.84×103 J/(kg·℃)]
3.36×107
10
把質量為200g、溫度為30℃的鋁塊加熱到100℃，鋁塊吸收的熱量是多少焦耳？[c鋁= 0.88×103J/(kg·℃) ]
解：m=0.2kg，Δt= 100℃-30℃=70℃ ,c鋁= 0.88×103J/(kg·℃)
Q吸=cmΔt＝0.88×103J/(kg·℃) ×0.2kg ×70℃＝1.232×104J
答：鋁塊吸收的熱量是1.232×104J。
質量為2kg的某物質吸收4.2×104J的熱量后，溫度升高5℃，則該物質的比熱容為多少？該物質可能是什么物質？
解：m=2kg，Q吸=4.2×104J，Δt= 5℃；
根據Q吸=cmΔt 可得：
故該物質是水。
熱
量
比
熱
容
比較不同物質吸熱的情況
實驗方法
轉換法
控制變量法
實驗結論：
不同物質的吸熱本領是不同的
比熱容

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的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容。
單位：
J/(kg·K)、 J/(kg·℃)
定義式：
Q=cm△t
水的比熱： c水= 4.2 × J/(kg ·℃)
應用


暖氣中的循環物質是水
汽車發動機冷卻物質是水
農業上可保護秧苗不致凍壞
對氣候的影響：
沿海晝夜溫差小，內陸晝夜溫差大
熱量
1.（2024 湖北）如圖甲，利用相同規格的加熱器加熱等質量的a、b兩種液體，得到溫度隨時間變化的圖像如圖乙，分析可知（　　）
A．相同時間內a中加熱器產生的熱量比b中的多
B．a和b的吸熱能力都隨著溫度的升高不斷增大
C．升高相同溫度a所用時間比b少，a的吸熱能力比b弱
D．相同時間內a升高的溫度比b多，a的吸熱能力比b強
C
2.下表是一些物質的比熱容[J/（kg ℃）]
根據表中數據，下列判斷正確的是（　　）
A．物質的比熱容與物質的狀態無關
B．比熱容相同的一定是同種物質
C．質量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊溫度變化較大
D．100g水的比熱容是50g水的比熱容的兩倍
水 4.2×103 鋁 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
砂石 0.92×103 銅 0.39×103
C
3.（2024 武漢）下列事例中，與“水的比熱容較大”這個特性無關的是（　　）
A．汽車發動機用水作冷卻劑
B．人游泳之后從水中出來，風一吹感覺更冷
C．海邊晝夜溫度變化比沙漠中小，適于居住
D．生物體內水的比例很高，有助于調節生物體自身的溫度
B
4.（2024 安徽）一保溫杯中裝有質量為200g，溫度為25℃的水。將一個質量為100g、溫度為100℃的金屬塊放入杯中，一段時間后杯內水和金屬塊的溫度穩定在30℃，假設金屬塊放出的熱量全部被水吸收，已知水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），則該金屬塊的比熱容為 　　 J/（kg ℃）。
0.6×103
5.打制鐵質工具時要淬火以提高工具的硬度。現將一質量為420g、溫度為550℃的燒紅的鐵件淬火，淬火后溫度降低到50℃，求：（已知鐵的比熱容為0.46×103J/（kg ℃），水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），假設整個過程沒有熱量散失）
（1）此過程中鐵件釋放的熱量為多少J？
（2）若這些熱量全部用于加熱5kg溫度為30℃的水，則水溫將升高到多少℃？
解：（1）鐵件放出的熱量：
Q放＝c鐵m鐵Δt鐵＝0.46×103J/（kg ℃）×0.42kg×（550℃﹣50℃）＝9.66×104J；
（2）由題知，水吸收的熱量Q吸＝Q放＝9.66×104J，
由Q吸＝cmΔt得：
Δt水＝ ＝ ＝4.6℃，
水溫升高到：t＝Δt水+t0＝4.6℃+30℃＝34.6℃

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