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初中物理人教版（2024）九年級全一冊
第十三章 內(nèi)能
第1節(jié) 熱量 比熱容
1.知道熱量的概念及單位。
2.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種特性。
3.通過探究實驗掌握控制變量法，了解轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。
4.能用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象，感受物理和生活的密切關(guān)系。
5.會進(jìn)行簡單的吸熱、放熱計算。
燒水
加熱水的過程就是熱傳遞的過程；
在燒水的時候，水會吸熱，我們怎樣才能知道水吸收的熱的多少呢
知識點一：熱量
2.熱量的單位：焦耳，符號為J。
1.熱量：
在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少叫作熱量。
1g水溫度升高1℃時吸收的熱量約為4.2J。
高溫物體（火焰）
低溫物體（水壺和水）
放出熱量
吸收熱量
Q
符號
燒開一壺水和半壺水，哪個需要的熱量多？
水吸收熱量的多少與它的質(zhì)量有關(guān)。
把一壺水燒開和燒成溫水，哪個需要的熱量多？
水吸收熱量的多少與它升高的溫度有關(guān)。
結(jié)論：
水的質(zhì)量越大，溫度升得越高，它吸收的
熱量就越多。
別的物質(zhì)也是這樣。
那么，不同的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量是不是一樣多呢
實驗：比較不同物質(zhì)吸收熱量的情況
本實驗需要先選定兩種不同物質(zhì)，比如水和食用油，讓它們質(zhì)量相等且升高相同的溫度，再比較它們吸收熱量的多少。
實驗思路
學(xué)生電源、規(guī)格相同的電加熱器、水、食用油、燒杯、溫度計、細(xì)線、秒表、天平等。
實驗器材
控制變量法
相同的電加熱器加熱的時間
轉(zhuǎn)換法
液體 質(zhì)量m(g) 初溫t0(℃) 末溫t1(℃) 升高的溫度 (t1－t0)/(℃) 加熱時間
t (min)
水
食用油
實驗數(shù)據(jù)記錄表
液體 質(zhì)量m(g) 初溫t0(℃) 末溫t1(℃) 升高的溫度 (t1－t0)/(℃) 加熱時間
t (min)
水
食用油
實驗數(shù)據(jù)記錄表
200
200
28
54
26
8
29
55
26
4
升高的溫度相同時，加熱水需要的時間長些。
質(zhì)量相同的水和食用油，升高的溫度相同時，水吸收的熱量比食用油多。
實驗結(jié)論
大量實驗表明，不同物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量一般不同。
怎樣表示不同物質(zhì)這種性質(zhì)上的差別呢？
知識點二：比熱容
1.定義：
2.單位：
3.物理意義：
一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時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。
c
焦每千克攝氏度，符號是 “J/( kg ℃)”。
表示不同物質(zhì)的吸熱（放熱）本領(lǐng)。
例：水的比熱容是4.2×103 J /(kg·℃)
表示質(zhì)量為1kg的水，在溫度升高（或降低）1℃時，所吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。
一些物質(zhì)的比熱容
物質(zhì) 比熱容 c/[J/（kg·℃）] 物質(zhì) 比熱容
c/[J/（kg·℃）]
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
比熱容是反應(yīng)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。
（1）質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，當(dāng)吸收或放出同樣的熱量時，比熱容較大的物質(zhì)溫度變化較小。
比熱容大的物質(zhì)對調(diào)節(jié)溫度有較強(qiáng)的作用。
水的比熱容較大。當(dāng)環(huán)境溫度變化較快的時候，水的溫度變化相對較慢。生物體內(nèi)水的比例很高，有助于調(diào)節(jié)生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴(yán)重?fù)p害。
4.應(yīng)用：
（2）質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，要使它們上升同樣的溫度時，比熱容較大的物質(zhì)吸收的熱量較多。
比熱容大的物質(zhì)適宜作為加熱和散熱的介質(zhì)。
用冷水冷卻發(fā)動機(jī)
因為水的比熱容較大，冷水升溫，需要吸收更多的熱量，起到冷卻效果。
因為水的比熱容較大，水降溫，需要放出更多的熱量，達(dá)到防凍效果。
傍晚往秧苗田里灌水
水的比熱容大，在質(zhì)量一定的條件下水升高（或降低）相同溫度時， 吸收（或放出）的熱量多，用水作為介質(zhì)效果好。
我國北方樓房中的暖氣用水作為介質(zhì)，把燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量帶到房屋中，用水作為輸送熱量的介質(zhì)有什么好處？生產(chǎn)生活中，還有沒有用水來加熱或散熱的情況？
拓展實驗：用傳感器比較不同物質(zhì)的比熱容
知識點三：熱量的計算
沙子的比熱容約為0.92×103J/（kg·℃），這表示質(zhì)量是1kg的沙子溫度升高1℃時吸收的熱量約為0.92×103J。把質(zhì)量是2kg、溫度為20℃的沙子加熱到30℃，沙子吸收的熱量約為多少？利用這些熱量給質(zhì)量是2kg、溫度為20℃的水加熱，水的溫度會上升到大約多少攝氏度
質(zhì)量是1 kg的沙子溫度升高1 ℃時吸收的熱量約為0.92×103 J。
1 ℃
0.92×103 J
2 kg
10 ℃
0.92×103 J×2
2 kg
質(zhì)量 改變
升高的溫度 再改變
×2
×10
吸收的熱量 改變
吸收的熱量 再改變
沙子吸收的熱量約為：
0.92×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃） =1.84×104J
水的溫度會上升到大約：
類似的方法可以得出：
利用這些熱量給質(zhì)量是2 kg、溫度為20 ℃的水加熱，水的溫度會上升到大約多少攝氏度
+20℃=22.2℃
1.物體吸收熱量的公式：
Q吸＝cm(t－t0)
2.物體放出熱量的公式：
Q放＝cm(t0－t)
物理量 符號
物體吸收的熱量 Q吸
物質(zhì)的比熱容 c
物體的質(zhì)量 m
物體初狀態(tài)的溫度 t0
物體末狀態(tài)的溫度 t
c＝
Q吸
m(t－t0)
3.比熱容的定義公式：
說明：比熱容是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量，它的大小跟物體吸收或放出的熱量及物體的質(zhì)量無關(guān)。不同的物質(zhì)，比熱容一般不同。
1. 各物理量的單位必須統(tǒng)一；
運(yùn)用熱量計算公式進(jìn)行計算時應(yīng)注意的問題
2. 物體吸收或放出熱量的多少與物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和溫度的變化量三個因素都有關(guān)系，注意這里指的是溫度的變化量，而不是物體的溫度。
物理量 物體吸收的熱量 物質(zhì)的比熱容 物體的質(zhì)量 物體初狀態(tài)的溫度 物體末狀態(tài)的溫度
符號 Q吸 c m t0 t
單位 J J/( kg ℃) kg ℃ ℃
2. 熱平衡
（1）概念：兩個溫度不同的物體放在一起時，高溫物體放出熱量，溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高。若放出的熱量沒有損失，全部被低溫物體吸收，最后兩物體溫度相同，稱為“達(dá)到熱平衡”。
（2）熱平衡方程：Q吸 = Q放
地球的溫室效應(yīng)
熱量 比熱容
比熱容
熱量
單位：J/( kg ℃)
定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比。
物理意義：不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)
在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少
單位：J
比熱容的應(yīng)用
熱量的計算
熱量的計算：Q＝cmΔt
比熱容的定義式：c＝
1.下列事例能說明物質(zhì)吸收的熱量與物質(zhì)種類有關(guān)的是（ ）
A.質(zhì)量相等的水，溫度升高5℃，它們吸收的熱量相等
B.質(zhì)量相等的水和煤油，溫度都升高5℃，水吸收的熱量比煤油多
C.質(zhì)量相等的水，溫度分別升高10℃和5℃，它們吸收的熱量不相等
D.質(zhì)量不相等的水，溫度都升高10℃，它們吸收的熱量不相等
B
2.“早穿皮襖午穿紗，守著火爐吃西瓜。”這句諺語生動描述了新疆一些地區(qū)一天中的溫度變化。請從比熱容的角度分析，與沿海地區(qū)相比，新疆這些地區(qū)晝夜溫差大的原因是什么。
答： 新疆沙漠地區(qū)的砂石多，白天太陽照射，砂石吸收熱量，由于砂石的比熱容小，因此溫度變化大，氣溫升得很高；晚上，砂石放出熱量，砂石的比熱容小，溫度變化大，氣溫降得很低，故會出現(xiàn)早晚冷、中午熱的現(xiàn)象。
3.有一根燒紅的鐵釘，溫度是800 ℃，質(zhì)量是1.5 g。當(dāng)溫度降低到20 ℃時，它放出了多少熱量
解析：
查比熱容表可知鐵的比熱容為c = 0.46×103 J/(kg·℃)，所以它放出的熱量為：
Q放＝cm(t0－t)
＝0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10﹣3 kg×(800 ℃－20 ℃)
＝538.2 J
注意單位要統(tǒng)一
4.質(zhì)量為2 kg的某種物質(zhì)，當(dāng)溫度從20 ℃升到40 ℃時，吸收的熱量是1.88×104 J。該物質(zhì)的比熱容是多少
解：該物質(zhì)的比熱容：
c＝
Q吸
m(t－t0)
＝
1.88×104 J
2 kg×(40 ℃－20 ℃)
＝0.47×103 J/(kg·℃)

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