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第十三章 內能
第1節 熱量 比熱容
1.認識熱量，理解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性。
2.通過比較不同物質的吸熱情況實驗，體會控制變量法的作用，了解轉換法的應用。
3.會用比熱容解釋有關現象，感受物理知識與生產生活的密切聯系。
4.會進行簡單的吸熱、放熱計算。
在學習物態變化時，我們經常說物體吸熱或放熱。例如在燒水（如圖）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
1.熱傳遞：是指熱量從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。
加熱水的過程就是熱傳遞的過程
2.熱量：在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。
1g水溫度升高1℃時吸收的熱量約4.2J
燒水時，水吸收的熱量的多少跟哪些因素有關？有怎樣的關系？請用你的生活經驗來支持你的觀點。
①物體吸收（放出）的熱量與物質的質量有關。
②物體吸收（放出）的熱量與物質的溫度變化有關。
燒開一壺水比燒開半壺水需要的熱量多。
將一壺水燒開（沸騰）與加熱成溫水需要的熱量多。
對于同種物體來說，質量越大、升高溫度越高吸收的熱就越多。那對于不同物質，質量相等，升高相同的溫度，吸收的熱量相同嗎？
比較不同物質吸收熱量的情況
如圖所示，利用相同的電加熱器加熱質量相等的水和食用油，使它們升高相同的溫度。電加熱器每秒放出的熱量是一定的，當它浸沒在液體中時，可以認為液體每秒吸收的熱量相同。比較水和食用油，哪個吸收的熱量多？
控制變量法
如何知道哪種物質吸熱比較多？
升高相同的溫度，比較加熱時間
轉換法
物質 質量m/g 初溫t0/℃ 末溫t0/℃ 升高的溫度Δt/℃ 加熱的時間t/min
水 100 19 50 31 1min34s
食用油 100 19 50 31 1min5.6s
實驗表明：質量相等的水和食用油，升高的溫度相同時，水吸收的熱量比食用油多。
保證加熱相同時間，物質吸收的熱量相同。電加熱器加熱時穩定，而酒精燈會受到火焰大小的影響，不能保證在相同時間內放熱相同。
還可以通過比較加熱相同時間升高的溫度。實驗步驟與前面實驗類似，記錄數據不同，也要采用控制變量法。
實驗中，為何采用相同規格的電加熱器和燒杯？為什么用加熱器加熱而不用酒精燈加熱？
還可以采用什么方法來比較物質吸熱能力？
不同物質在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量不同，即不同物質的吸熱能力不同。
怎樣表示物質的這種特性
比熱容
知識點二：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的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容。
2.符號：c
3.單位：焦每千克攝氏度，符號是J/（kg·℃）。
4.定義式：c=
說明：1kg的某種物質，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，數值上都等于它的比熱容。
一些物質的比熱容
物質 比熱容 c/[J/（kg·℃）] 物質 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
比熱容是反應物質自身性質的物理量，不同的物質，比熱容一般不同。
為什么在同樣的太陽照射下，沙子和海水的溫度變化如此不同呢？
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。
水比熱容大的應用
水比熱容大的應用
水的比熱容大，在質量一定的條件下水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，用水做冷卻劑或取暖效果好。
如圖人們選擇用水給發動機冷卻，用水取暖，這是為什么？
水比熱容大的應用
水稻是喜溫作物，在每年三四月份育苗的時候，為了防止霜凍，夜晚降溫時，由于水比熱容較大，放出一定熱量時，溫度降低得少，對秧苗起了保溫作用。
如圖，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，第二天太陽升起后，再把秧田里的水放掉，你能解釋原因嗎？
（1）由于水的比熱容較大，一定質量的水升高（或降低）一定溫度吸收（或放出）的熱量多，可以作冷卻劑或取暖。
（2）由于水的比熱容較大，一定質量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不多，有利于調節氣溫。
（3）生物體內水的比例很高，有助于調節生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損害。
水比熱容大的應用
拓展實驗：用傳感器比較不同物質的比熱容
知識點三：熱量的計算
比熱容在數值上等于單位質量的某種物質溫度升高1所吸收的熱量。如果知道一種物質的比熱容，再知道這種物質的質量和溫度升高的度數，就能計算它吸收的熱量。
Q吸：物質吸收的熱量； Q放：物質放出的熱量；
c ：物質的比熱容； m ：物體的質量；
t0 ：物體的初溫； t ：物體的末溫；
Δt： 變化的溫度 ，Δt＝t－t0 或 Δt＝t0－t 物體吸收熱量計算公式:
物體放出熱量計算公式:
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
沙子的比熱容約為0.92×103J/（kg·℃），這表示質量是1kg的沙子溫度升高1℃時吸收的熱量約為0.92×103J。把質量是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
質量是2kg、溫度為20℃的沙子加熱到30℃，沙子吸收的熱量
Q=cmΔt
=0.92×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃）
=1.84×104J
利用這些熱量給質量是2kg、溫度為20℃的水加熱，水的溫度會上升到
Δt==≈2.2℃
t=t0+Δt=20℃+2.2℃=22.2℃
地球的溫室效應
熱量 比熱容
熱量：在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少
熱量的計算
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
單位
物理意義
比熱容
比熱容的應用
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
1.下列說法中正確的是（ ）。
A. 一杯水倒去一半，它的比熱容減為原來的一半
B. 吸收熱量多的物質，比熱容一定大
C. 高溫物體放出的熱量一定多
D. 質量相同的水和煤油，吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升高的溫度
D
2.由Q＝cm（t-to），同一種物質的比熱容c，列說法正確的是（ ）
A．若吸收的熱量增大一倍，則比熱容增大一倍
B．若質量增大一倍，則比熱容減至一半
C．若加熱前后的溫度差增大一倍，則比熱容增大一倍
D．無論質量多大，比熱容都一樣
D
3.一個鋼件，加熱到560 ℃，然后在空氣中自然冷卻，室溫為20 ℃，在冷卻過程中放出6.21×104 J熱量，這個鋼件的質量為多少g （鋼的比熱容為0.46×103 J/(kg·℃)
解：由Q放 = cm(t0-t1)得：
　 =
=0.25kg
=250g
答：這個鋼件的質量為250g

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