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第十三章 內 能
第十三章 內 能
第1節 熱量 比熱容　
第一課時
課時學習目標
3.通過探究實驗掌握控制變量法，了解轉換法的應用。
2.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性。
1.知道熱量的概念及單位。
4.能用比熱容解釋簡單的自然現象，感受物理和生活的密切關系。
熱量的概念、比熱容的概念和應用。
學習重點
學習難點
比熱容概念的建立。
學習重點、難點
導入新課
在學習物態變化時，我們常說物體吸熱或放熱，例如在燒水的時候，水會吸熱，我們怎樣才能知道水吸收的熱的多少呢
新課學習
加熱水的過程就是熱傳遞的過程。
在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少叫作熱量。熱量用符號Q表示。
熱量的單位是焦耳（J）。和功、能量的單位相同。
1g水溫度升高1℃吸收的熱量約為4.2J.
生活現象：
燒開一壺水比燒開半壺水需要的熱量多。
把一壺水燒開比把它燒成溫水需要的熱量多。
結論：水的質量越大，溫度升得越高，它吸收的熱量
就越多。
知識點一 熱量Q
水吸收的熱量和它的質量有關，也和它升高的溫度有關。
同種物質，質量越大，溫度升得越高，吸收的熱量越多。
不同的物質，例如水和食用油，在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量是不是一樣多呢
知識點一 熱量Q
猜想1：吸收的熱量一樣多。
猜想2：吸收的熱量不一樣多。
加熱質量相同的水和食用油，使它們升高相同的溫度，比較它們吸收熱量的多少，看看這兩種物質的吸熱情況是否存在差異。
實驗器材：
相同規格的電加熱器、燒杯、溫度計、停表、天平和砝碼、質量相同的水和食用油
利用相同規格的電加熱器來加熱質量相等的水和食用油。電加熱器每秒放出的熱量是一定的，當電加熱器浸沒在液體中時，可認為液體每秒吸收的熱量相同。比較加熱時間，就可比較液體吸收熱量多少。
電加熱器
P=W/t→W=Pt
→Q吸=Q放=W=Pt
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
質量相等的水與食用油
溫度計2支
停表
電加熱器2個
實驗器材
電加熱器
食用油
水
停表
溫度計
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
① 控制相同的物理量是：質量，升高的溫度
② 控制不同的物理量是：物質種類
③ 怎樣測量物質吸收的熱量：液體吸收的熱量無法直接測量，用加熱時間的長短來間接地表示液體吸收的熱量的多少，加熱時間越長，液體吸收的熱量越多。
采用控制變量法和轉換法進行實驗探究
實驗方案
比較不同物質吸熱能力的方法
取質量相同的不同物質，使其升高相同的溫度，比較加熱時間的長短，加熱時間長（吸收熱量多）的物質吸熱能力強。
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
實驗裝置
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
②按照如圖所示安裝實驗器材。觀察溫度計的示數，記下加熱前水和食用油的溫度。
①取質量相等的水與食用油各200g；
實驗步驟
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
③同時接通電源，對燒杯中的水和食用油加熱10min（根據實際情況而定）。
④停止加熱，同時讀出兩只溫度計的示數，記下水和食用油的溫度。
⑤計算出加熱過程中水和食用油升高的溫度。
⑥記錄實驗數據。
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
液體 質量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
實驗數據記錄
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
液體 質量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
實驗數據記錄
200
200
28
54
26
8
29
55
26
4
質量相同的水和食用油，升高相同的溫度,水吸收的熱量大于食用油吸收的熱量。
換用其他物質進行實驗，發現在質量相同，升高的溫度相同時，不同物質吸收的熱量也不同。
　　一般情況下，不同物質，在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量不同。
由實驗可知，不同物質溫度升高時吸收熱量的差異，是由它們的種類決定的。
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
① 控制相同的物理量是：質量，吸收的熱量（加熱時間）
② 控制不同的物理量是：物質種類
采用控制變量法和轉換法進行實驗探究
實驗方案二
比較不同物質吸熱能力的方法
取質量相同的不同物質，吸收相同熱量（加熱相同時間），比較升高的溫度，升高溫度少的物質吸熱能力強。
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
液體 質量m/g 初溫 t0/℃ 加熱時間t/min 末溫 t/℃ 升高的溫度(t-t0)/℃
水 200 20
食用油 200 20
質量相同的水和食用油，吸收熱量相同,水升高的溫度小于食用油升高的溫度。
54
74
34
54
10
10
換用其他物質進行實驗，發現在質量相同，吸收的熱量相同時，不同物質升高的溫度也不同。
質量相同的水和食用油，若加熱相同時間（均加熱10min），使吸收的熱量相同。
實驗數據記錄
質量相同的水和食用油，吸收相同熱量（加熱相同時間），水升高的溫度小于食用油升高的溫度，水的吸熱能力強。
知識點二 比較不同物質的吸熱能力
　　一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量（Q吸）與它的質量（m）和升高的溫度（t-t0）乘積之比，叫作這種物質的比熱容。
　　比熱容用符號c 表示。
比熱容的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg · ℃).
怎樣表示不同物質在質量相同、升高溫度相同時吸收的熱量不同的這種性質上的差別？
物質的這種性質，用物理量比熱容（c）來表示。
知識點三 比熱容c
l kg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。
知識點三 比熱容c
比熱容 是反映物質自身性質的物理量。
不同物質，比熱容一般不同；同種物質，物態不同，比熱容不同。
物質的比熱容跟物質種類、物態有關，跟其它因素無關。
知識點三 比熱容c
水的比熱容最大，c水=4.2× 103J/(kg·℃）,表示 l kg水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2× 103J，或1kg水溫度降低1℃放出的熱量是4.2× 103J.
知識點三 比熱容c
【例題1】在標準大氣壓下，水的沸點是100℃，某種牛奶的沸點是100.7℃.加熱條件相同時，加熱質量相等、初溫相同的水和牛奶，牛奶比水先沸騰。請根據比熱容的定義討論，水和牛奶哪個的比熱容大。
【解答】加熱條件相同時(相同時間內吸收的熱量Q吸相同),加熱質量m相等、初溫t0相同的水和牛奶,牛奶末溫高,牛奶比水先沸騰,牛奶的升高的溫度較多,
根據比熱容的定義式 可知,牛奶的比熱容小,水的比熱容大。
知識點三 比熱容c
【例題2】有同學根據 認為：比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關，而且物體的質量越大，它的比熱容越小。這種認識正確嗎 說說你的看法。
【解答】這種認識不正確。因為比熱容是物質的一種性質,跟物質的種類和物態有關,跟物體吸收或放出的熱量無關,跟物體的質量無關。
知識點三 比熱容c
物體吸收熱量升高的溫度由物體的比熱容、質量和吸收的熱量共同決定；
物體放出熱量降低的溫度由物體的比熱容、質量和放出的熱量共同決定。
質量相同的不同物質，當吸收或放出同樣的熱量時，比熱容較大的物質溫度變化較小。比熱容大的物質對調節溫度有較強的作用。
水的比熱容較大。當環境溫度變化較快的時候，水的溫度變化相對較慢。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。
知識點三 比熱容c
水的比熱容c水=4.2× 103J/(kg·℃）,
沙子的比熱容c沙子=0.92× 103J/(kg·℃）
為什么海邊晝夜溫差比沙漠小
水的比熱容是沙子的4倍多。質量相同的水和沙子吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比沙子小得多。
夏天，陽光照在海上，盡管海水吸收了許多熱量，但是由于它的比熱容較大，所以海水的溫度變化并不大，海邊的氣溫變化也不會很大。而在沙漠，由于沙子的比熱容較小，吸收同樣的熱量，沙子的溫度會上升很多，所以沙漠的晝夜溫差很大。
知識點三 比熱容c
泥土的比熱容較小，白天，一定質量的泥土吸收一定的熱量，溫度上升的較多，溫度升得比較高，有利于秧苗生長。
春季育秧時，
夜間往秧田里灌水；早晨將秧田中的水排出。
水的比熱容較大，夜間，一定質量的水放出一定的熱量，溫度降低的較少，溫度不致降得過低凍壞秧苗（保護秧苗不致凍壞）。
由 得，物體溫度升高吸收的熱量 Q吸=cm（ t-t0)
物體溫度升高吸收的熱量Q吸跟c、m和（ t-t0)有關，Q吸由c、m和（ t-t0)共同決定。
知識點三 比熱容c
我國北方樓房中的暖氣用水作為介質，把燃料燃燒時產生的熱量帶到房屋中。用水作為輸送熱量的介質有什么好處 生產生活中，還有沒有用水來加熱或散熱的情況
想想議議
由 得，物體溫度降低放出的熱量Q放= cm（ t0-t)
物體溫度降低放出的熱量Q放跟c、m和（ t0-t)有關，Q放由c、m和（ t0-t)共同決定。
由 得，物體升高溫度吸收的熱量Q吸= cm（ t-t0)
利用冷水冷卻物體
汽車用水做冷卻液
鐵匠用水冷卻熾熱的鐵件
用水冷卻物體。一定質量的冷水升高一定溫度吸收熱量多。冷卻效果好。（利用水比熱容大的特性）
知識點三 比熱容c
由 得，物體溫度降低放出的熱量Q放= cm（ t0-t）
利用熱水取暖
我國北方樓房中的暖氣用水作介質。一定質量的熱水降低一定溫度放出熱量多。取暖效果好。（利用水比熱容大的特性）
知識點三 比熱容c
知識點三 比熱容c
【例題3】相同質量的鋁塊和銅塊，吸收了相同的熱量，哪個的溫度上升得較高 說說你的推斷過程。
【解答】銅的比熱容為0.39× 103J/(kg·℃）
鋁的比熱容為0.88× 103J/(kg·℃）.
銅的比熱容較小,鋁的比熱容較大,當它們質量相同，吸收的熱量相同
時,根據 可知,鋁的溫度上升得較少（低）,銅的溫度上升得較多（高）。
知識點三 比熱容c
【例題4】“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一天中的溫度變化。請從比熱容的角度分析、與沿海地區相比，新疆這些地區晝夜溫差大的原因是什么。
【解答】我國新疆某些地區沙石較多,沙石的比熱容遠遠小于水的比熱容,所以沙石吸收同樣多的熱量溫度升高得快,故中午溫度很高;同樣,沙石放出同樣多的熱量溫度降低得也很快,故夜晚和早上溫度很低,故與沿海地區相比,新疆這些地區晝夜溫差大。
知識點三 比熱容c
拓展實驗
用傳感器比較不同物質的比熱容
課時知識總結
熱量 比熱容
定義
在熱傳遞過程中，傳遞的熱的多少；單位：焦耳（J）
比熱容
熱量
單位
物理意義
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。
焦每千克攝氏度【J/( kg ℃)】
表示物質的吸、放熱本領
1.為比較兩種液體的吸熱能力，小軍用圖甲中兩個相同的裝置做實驗，實驗器材還有天平和鐘表．收集的實驗數據記錄如下表．
物質 質量/g 初始 溫度/℃ 加熱時間/min 最終
溫度/℃
液體1 50 20 5 45
液體2 50 20 5 68
(1)某時刻溫度計的示數如圖乙所示．此溫度值是_______℃.
(2)實驗中，用________間接反映液體吸收熱量的多少．
(3)通過分析表中數據可知，___________(選填“液體1”或“液體2”)的吸熱能力較強．物理上用___________這個物理量來描述物質的吸熱能力．
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加熱時間
液體1
比熱容
課堂練習
相同
2. 圖甲是“比較不同物質的吸熱能力”的實驗裝置。
（1）兩支試管里水和煤油的質量_______（選填“相同”或“不同”）；
（2）相同時間內，水吸收的熱量_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的熱量；
（3）由圖乙可知，________的吸熱能力更強。
等于
水
水和煤油加熱相同時間，吸收熱量相同，煤油升高的溫度大于水升高的溫度。
課堂練習
3.關于比熱容，下列說法中正確的是【 】
A.比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關
B.物體的質量越大，它的比熱容越大
C.密度越大的物體，比熱容越大
D.比熱容是物體自身的性質，與質量、吸（放）熱情況無關
【解析】 比熱容是物質本身的一種特性，它的大小與物質的種類和物質的物態有關。而與其形狀、質量、溫度高低、吸（或放）熱多少、放置地點如何無關。比熱容與密度也無關。
D
課堂練習
4. 質量為2kg的某種物質溫度從20℃升高到40℃時，吸收的熱量是1.88×104J,該物質的比熱容是多少？
c
解：該物質的比熱容
課堂練習
5. 以下四種現象中，與水的比熱容無關的是【 】
　
A．汽車的發動機用循環流動的水來冷卻
B．生活中往往用熱水取暖
C．夏天灑水降溫
D．灘涂濕地溫差小
C
A B C D
四、課堂練習
水的比熱容大，升高一定溫度吸收熱量多
水的比熱容大，降低一定溫度放出熱量多
濕地水多，水的比熱容大，吸收、放出熱量溫度變化小
水蒸發吸熱使溫度降低
練習與應用： 1、2、3、4、6題
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