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第十三章
第1節(jié) 熱量 比熱容
第1課時(shí) 認(rèn)識(shí)比熱容
物理觀念
1.了解比熱容的概念,知道比熱容是物質(zhì)的一種特性;
2.會(huì)查比熱容表,了解一些常見(jiàn)物質(zhì)的比熱容;
3.嘗試用比熱容解釋簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象。
4.了解熱量的概念。
科學(xué)思維
通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析,在教師的引導(dǎo)下建立比熱容的概念。
科學(xué)探究
經(jīng)歷應(yīng)用控制變量法科學(xué)探究物質(zhì)的吸、放熱規(guī)律過(guò)程。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
通過(guò)解釋簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象,加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系,樹(shù)立有利用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象的意識(shí)。
重點(diǎn)
重點(diǎn)
等體積、等表面積的一箱沙土和水，在太陽(yáng)下暴曬一段時(shí)間，哪個(gè)溫度高，哪個(gè)溫度低呢？
問(wèn)題：哪個(gè)地方有“早穿皮襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”的現(xiàn)象？為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？
問(wèn)題：烈日炎炎的夏季，白天海灘上的沙子熱得燙腳，但海水卻非常涼爽；傍晚太陽(yáng)西落，沙子很快涼了下來(lái)，但海水卻仍然暖暖的。同樣的日照條件，為什么沙子和海水的溫度不一樣？
任務(wù)一、知道熱量概念
(1)引入熱量概念
在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫做熱量，符號(hào)：Q，單位：焦耳(J)。
(2)請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍忉屛镔|(zhì)吸收的熱量與什么有關(guān)。
(3)請(qǐng)同學(xué)們討論：①熱傳遞產(chǎn)生的條件；②在熱傳遞中能量轉(zhuǎn)移的方向。
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
問(wèn)題：（1）相同的煤氣爐，燒開(kāi)一壺水與燒開(kāi)半壺水需要加熱的時(shí)間一樣嗎？
（2）相同的煤氣爐，把同一壺水加熱到80℃與加熱到40℃需要加熱時(shí)間一樣嗎？
（3）水在溫度升高時(shí)吸收的熱量與什么有關(guān)？
（4）質(zhì)量相同的水和食用油，升高相同溫度時(shí)，它們吸收的熱量是否也相等？
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
1.實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坎煌镔|(zhì)在質(zhì)量相同、升高相同溫度時(shí)，吸收的熱量是否相等。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
（1）如何控制水和食用油的質(zhì)量相等？
（2）如何控制水和食用油升高相同的溫度？
（3）如何比較它們吸收熱量的多少？
（4）若用酒精燈加熱水，電加熱器加熱油可以嗎？
（5）選擇哪種加熱方法更好？為什么？
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)記錄數(shù)據(jù)的表格。
加熱時(shí)間/min
水的溫度/℃
食用油的溫度/℃
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
實(shí)驗(yàn)步驟
（1）兩個(gè)相同燒杯中分別加入100g的水和油，插入規(guī)格相同的電加熱器和溫度計(jì)，觀察并記錄加熱前水和食用油的溫度；
（2）同時(shí)接通兩個(gè)規(guī)格相同的電加熱器的電源，對(duì)水和食用油加熱一段時(shí)間(根據(jù)實(shí)際情況而定)；
（3）每隔一分鐘記錄一次水和食用油的溫度；
（4）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
加熱時(shí)間/min 0 1 2 3 4 5 6 7
水的溫度/℃ 10 15 20 25 30 35 40 45
食用油的溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中哪個(gè)物理量說(shuō)明了水和油吸收熱量的多少？
（2）100g的水和食用油在加熱5min時(shí)，誰(shuí)的溫度升高得更高
（溫度變化量更大）？
（3）當(dāng)100g的水和食用油的溫度從10℃升高到60℃時(shí)，誰(shuí)吸收
的熱量更多？
加熱時(shí)間。
食用油的溫度變化量更大。
水吸收的熱量更多。
實(shí)驗(yàn)分析
任務(wù)二、探究物質(zhì)吸熱能力
（1）質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，在吸收的熱量（加熱時(shí)間）相同時(shí)，
升高的溫度一般不同。
（2）質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，在升高的溫度相同時(shí)，吸收的熱量
（加熱時(shí)間）一般不同。
（3）也就是說(shuō)，不同物質(zhì)，吸收熱量的能力一般不同。
總結(jié)：
任務(wù)三、了解比熱容的概念
我們?nèi)绾伪硎静煌镔|(zhì)在吸熱能力上的差別呢？
為了表示這種性質(zhì)上的差別，物理學(xué)中引入了比熱容這一物理量。
問(wèn)題：①如果我們要比較水和油的比熱容，我們需要控制哪些變量不變，然后比較哪個(gè)物理量？
答：控制質(zhì)量和升高的溫度相同，比較吸收熱量的多少。
任務(wù)三、了解比熱容的概念
②例如比較水和食用油的密度時(shí)，控制體積為1m3,比較質(zhì)量的大小。所以密度的定義是什么？
答：密度=質(zhì)量/體積
類比可得：比較水和食用油的比熱容時(shí)，控制質(zhì)量為1kg，溫度變化量為1℃，比較吸收熱量的多少。
答：比熱容=吸收熱量/（質(zhì)量×溫度變化量）
任務(wù)三、了解比熱容的概念
1.比熱容的定義：
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，叫做這種物質(zhì)的比熱容（比值定義法）。比熱容用符號(hào)c表示。
單位質(zhì)量的某種物質(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)值上也等于它的比熱容。
任務(wù)三、了解比熱容的概念
2.比熱容的定義式：
3.比熱容單位：焦每千克攝氏度，符號(hào)是J/（kg·℃）。
4.比熱容物理意義：比熱容反映了物質(zhì)吸收或放出熱量的能力，比熱容是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量。不同的物質(zhì)，比熱容一般不同。
任務(wù)三、了解比熱容的概念
關(guān)于比熱容，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān)
B．物體的質(zhì)量越大，它的比熱容越大
C．比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)，與質(zhì)量、吸收或放出的熱量均無(wú)關(guān)
D．質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收或放出同樣熱量時(shí)，比熱容較大的
物質(zhì)溫度變化較大
C
易錯(cuò)辨析
任務(wù)四、知道比熱容的應(yīng)用
閱讀課本4頁(yè)”小資料“，思考問(wèn)題：表格中誰(shuí)的比熱容最大？
約
約
任務(wù)四、知道比熱容的應(yīng)用
表示1kg的水溫度升高（降低）1℃需要吸收（放出）4.2×103J的熱量。
問(wèn)題：水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，它有什么意義？
任務(wù)四、知道比熱容的應(yīng)用
因?yàn)楹Ｋc沙子受光照的時(shí)間完全相同，即吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子的比熱容大，所以海水升高的溫度比沙子小；沒(méi)有日照時(shí)，海水降低的溫度比沙子小。
問(wèn)題：為什么同一位置的海水和沙子在同一時(shí)刻的溫度不一樣？
任務(wù)四、知道比熱容的應(yīng)用
1.水的比熱容較大,人們往往利用它的這一特性，為生產(chǎn)、生活服務(wù)。下列事例中與它的這一特性無(wú)關(guān)的是 ( )
A. 培育水稻秧苗時(shí)往稻田里灌水
B.冬天,讓熱水流過(guò)暖氣片來(lái)取暖
C.冬天,北方菜窖里放幾桶水,以防窯內(nèi)的菜被凍壞
D. 發(fā)電廠用循環(huán)流動(dòng)的水冷卻發(fā)電機(jī)
學(xué)以致用
C
任務(wù)四、知道比熱容的應(yīng)用
2.從比熱容的角度思考人體內(nèi)水的比例很高有什么好處。
答:在吸收或放出相同熱量時(shí)，由于水的比熱容較大，溫度的變化量較小，人體內(nèi)水的比例很高有助于調(diào)節(jié)人體的溫度，以免溫度變化對(duì)人體造成損害。
定義：
熱量
比熱容
應(yīng)用：
水的比熱容比較大
定義式：
單位：
物理意義：
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
焦每千克攝氏度,符號(hào)是J/Kg·℃
吸收或放出熱量的能力
在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫做熱量，符號(hào)：Q，單位：焦耳(J)
1.下列有關(guān)比熱容的說(shuō)法中，正確的是（ ）
A. 夏天在河邊游玩感覺(jué)河水涼，但河邊的巖石卻很燙，原
因是水的比熱容比巖石小
B. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水來(lái)冷卻，是因?yàn)樗哂休^大的比熱容
C. 比熱容是物質(zhì)的一種特性，只與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)
D. 銅的比熱容比鋁小，所以在吸收相同的熱量后銅升高的
溫度一定比鋁高
隨堂檢測(cè)
B
2.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的熱量，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?br/>比熱容較大
隨堂檢測(cè)
C
水 4.2×10 鋁 0.88×10
煤油、冰 2.1×10 干泥土 約0.84×10
沙石 約0.92×10 銅 0.39×10
3. 沙子的比熱容是0.92×103J/（kg ℃），它表示的意義是
______________________________________________________
______________________________________________________。
隨堂檢測(cè)
1kg的沙子溫度升高（降低）1℃需要吸收（放出）0.92×103J的熱量
4. 一般的溫度計(jì)用水銀作為測(cè)溫物質(zhì)，是因?yàn)樗y的比熱
容 ,當(dāng)溫度變化時(shí)需要吸收和放出的熱量 ，這樣對(duì)被測(cè)物體的溫度影響小，并且水銀的熱膨脹性能強(qiáng)，溫度改變時(shí)，體積變化大，容易觀察。
隨堂檢測(cè)
小
少
5.小明為探究不同物質(zhì)吸熱升溫的屬性,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表。
隨堂檢測(cè)
（1）實(shí)驗(yàn)中，水和煤油吸收熱量的多少是通過(guò) （填“溫
度計(jì)示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）來(lái)反映的。
（2）從表中數(shù)據(jù)可知,水和煤油質(zhì)量 (填“相同”或“不相同”)。
（3）分析表格中數(shù)據(jù)可以得出的初步結(jié)論是
________________________________________________________。
加熱時(shí)間
相同
質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同溫度時(shí)，吸收的熱量不同
隨堂檢測(cè)
（4）如果加熱相同的時(shí)間，質(zhì)量相同的水和煤油， 升高的溫度
更高。
（5）實(shí)驗(yàn)中有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)：剛開(kāi)始加熱時(shí)，情況與（4）結(jié)論不符，你
認(rèn)為可能的原因是
________________________________________________________
________________________________________________________ 。
（6）另一組的小華采用加熱相同時(shí)間比較升高的溫度來(lái)進(jìn)行探究，你
認(rèn)為他的方案可行嗎？_______（選填“可行”或“不可行”）。
煤油
水的導(dǎo)熱性能好,煤油的導(dǎo)熱性能不好(或煤油里溫度計(jì)玻璃泡插入比較淺,沒(méi)有用攪拌棒攪拌等)
可行
實(shí)踐性作業(yè)
（1）課后調(diào)查“海陸風(fēng)的形成原因”。用比熱容相關(guān)知識(shí)去解釋并用文字記錄。
（2）思考用水來(lái)加熱和散熱有什么好處。用比熱容相關(guān)知識(shí)去解釋并用文字記錄。(共18張PPT)
第十三章
第1節(jié) 熱量 比熱容
第2課時(shí) 熱量的計(jì)算
科學(xué)思維
1. 會(huì)進(jìn)行物體吸熱、放熱的簡(jiǎn)單計(jì)算;
2. 會(huì)利用比熱容的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單推導(dǎo)。
難點(diǎn)
重點(diǎn)
復(fù)習(xí)回顧：
比熱容的定義、定義式、單位、物理意義分別是什么？
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
原始公式為比熱容定義式：
1.公式推導(dǎo)：
1
6
2
3
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
根據(jù)6=1×2×3類比可知物體在溫度變化過(guò)程中吸收或放出的熱量Q=cm△t。
根據(jù) 類比可知物體的質(zhì)量
根據(jù) 類比可知物體在吸放熱過(guò)程中溫度變化量
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
（1）各個(gè)物理量的單位。質(zhì)量單位用千克（kg），溫度單位用攝
氏度（℃）。
（2）Δt是溫度的變化值，既不是初溫也不是末溫，注意區(qū)分溫
度“升高到”和“升高了”。
（3）物體吸熱升溫和放熱降溫的計(jì)算公式相同，注意溫度的變化。
2.注意事項(xiàng)：
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
3.題型
（1）基礎(chǔ)計(jì)算
例1 現(xiàn)有質(zhì)量為200g的某液體，其溫度為10℃，吸收了2.3×104J的熱量后，溫度升高到60℃，求該液體的比熱容。
解：由Q＝cmΔt可得，該液體的比熱容為
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
例2 為了給同學(xué)解釋“沙漠地區(qū)晝夜溫差大，而沿海地區(qū)盡夜溫差小”這一現(xiàn)象，小尉采用計(jì)算的方法來(lái)解釋。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，干泥土的比熱容為0.84×103J/(kg·℃)。
（1）求10kg的水升高5℃需要吸收的熱量；
解：（1）根據(jù)公式Q吸=cmΔt可知，10kg的水升高5℃需要吸收的熱量為
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×5℃=2.1×105J
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
例2 為了給同學(xué)解釋“沙漠地區(qū)晝夜溫差大，而沿海地區(qū)盡夜溫差小”這一現(xiàn)象，小尉采用計(jì)算的方法來(lái)解釋。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，
干泥土的比熱容為0.84×103J/(kg·℃)。
（2）若這些熱量全部被等質(zhì)量的干泥土完全吸收，求干泥土升高的溫度。
解：（2）根據(jù)公式Q吸=cmΔt可知，這些熱量全部被等質(zhì)量的干泥土完全吸收，干泥土升高的溫度為
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
（2）熱傳遞計(jì)算（Q吸=Q放）
例3 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將質(zhì)量為200g的銅塊從沸水中取出，迅速投入到質(zhì)量為200 g,溫度為10 ℃的某液體中，混合后的共同溫度是25 ℃。若不計(jì)熱量損失，則這種液體的比熱容為多少 [已知c銅=0.4×103 J/(kg·℃)]
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
解：銅塊的質(zhì)量m銅=200 g=0.2 kg，
銅塊放出的熱量Q銅放=c銅m銅△t銅=0.4×103 J/（kg ℃）×0.2kg×（100 ℃-25 ℃）=6 000 J，
若不計(jì)熱量損失，這些熱量被液體全部吸收，則Q液吸=Q銅放，即c液×0.2 kg×（25 ℃-10 ℃）=6 000 J，
解得c液=2×103 J/（kg ℃）。
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
（3）關(guān)于溫度—時(shí)間圖象的計(jì)算
例4 實(shí)驗(yàn)測(cè)得0.5kg某物質(zhì)溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，已知物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容c1=2.1×103J/（kg﹒℃）。假設(shè)這種物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變，根據(jù)圖象解答下列問(wèn)題：
(1)求在最初的2min內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量；
(2)求該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容。
解：（1）在最初2min內(nèi)，物體處于固態(tài)的吸熱升溫過(guò)程，物質(zhì)升高的溫度
Δt1=0℃-（-20℃）=20℃，
所以，物質(zhì)吸收的熱量
Q吸=c1mΔt1=2.1×103J/（kg﹒℃）×0.5kg×20℃=2.1×104J。
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
（2）該物質(zhì)的吸熱功率
由圖象可知，10min～12min內(nèi)物質(zhì)處于液態(tài)tˊ=2min=120s，
物質(zhì)溫度升高Δt2=10℃，因吸熱功率恒定不變，所以，吸收的熱量為Q吸ˊ=Ptˊ=175W×120s=2.1×104J。
該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容
任務(wù)、會(huì)利用比熱容公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
熱量的計(jì)算公式： Q=cmΔt
熱量的計(jì)算
吸熱:若物體的溫度由t0升到t,則物體吸收的熱量
Q吸=cm(t-t0)。
放熱:若物體的溫度由t0降到t,則物體放出的熱量
Q放=cm(t0-t)。
注意：比熱容公式中的t是溫度的變化量,如溫度“降低了”“升高了”等詞的出現(xiàn)就表示變化量。
隨堂檢測(cè)
A.
B.
C.
D. 條件不足，不能計(jì)算
1.用兩個(gè)相同的電熱器給質(zhì)量同為2 kg的物質(zhì)甲和水加熱，它們的溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖所示，據(jù)此判斷甲物質(zhì)10min吸收的熱量為( )[水的比熱容c = 4.2 × 103J/ (kg·℃)]
C
隨堂檢測(cè)
2.水的比熱容較大，生活中我們常用水來(lái)加熱或散熱，例如:冬天
常用熱水袋取暖，把質(zhì)量為 2 kg，溫度為90℃的熱水裝入熱水袋
中，到溫度降為30℃的時(shí)候，這些水放出了 J的熱量;如
果用相同質(zhì)量、相同溫度的沙來(lái)取暖，沙會(huì)冷得 (填
“快些”或“慢些”)。
5.04×105
快些
實(shí)踐性作業(yè)
查看家中熱水器的水溫設(shè)置和容量,運(yùn)用比熱容知識(shí),計(jì)算熱水器把水從25攝氏度加熱到設(shè)定溫度,熱水器中的水吸收了多少能量。

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