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第十二章 機械能和內(nèi)能
12.3 物質(zhì)的比熱容（第1課時）
（蘇科2024版）九年級
上
01
教學目標
02
新知導入
03
新知講解
05
典例分析
06
課堂練習
04
課堂小結(jié)
（蘇科2024版）九年級
上
PART 1 教學目標
（蘇科2024版）九年級
上
01
教學目標
1.學生能理解熱量是熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移能量的量度，認識到不同物質(zhì)吸收相同熱量時溫度變化不同（如油比水升溫快），從而建立能量轉(zhuǎn)移的物理觀念并培養(yǎng)實驗探究的核心素養(yǎng)。
2.通過設(shè)計控制變量的實驗（如比較不同質(zhì)量水、同質(zhì)量不同液體在相同加熱條件下的溫度變化），學生能探究得出物質(zhì)吸收熱量的多少與質(zhì)量、溫度變化量和物質(zhì)種類三個因素有關(guān)。
3.通過分析"水的比熱容為4.2×10 J/(kg·℃)"等具體數(shù)據(jù)，學生能掌握比熱容是單位質(zhì)量物質(zhì)溫度每變化1℃所吸收或放出的熱量，理解這是物質(zhì)特有的屬性，形成運用物質(zhì)特性解決實際問題的科學實踐能力這一核心素養(yǎng)。
PART 2 新知導入
（蘇科2024版）九年級
上
02
新知導入
高溫物體
低溫物體
轉(zhuǎn)移到
(不同物體之間)
高溫部分
低溫部分
(同一物體之間)
轉(zhuǎn)移到
熱傳遞
熱傳遞改變內(nèi)能大小
熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的到底是什么？
鐵鍋熱得燙手
暖風機開了，房間溫度升高
棉被被曬得熱乎乎的
PART 3 新知講解
（蘇科2024版）九年級
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03
新知講解
1、定義：在熱傳遞過程中,物體間內(nèi)能傳遞的多少稱為熱量,用符號Q 表示。
2、單位：焦耳,符號是J。
3、注意:
(1)熱量是過程量, 不能說物體具有或含有多少熱量, 只能說“吸收”或 “放出” 多少熱量。
(2)溫差是條件, 傳遞的是熱量。
一、熱量
03
新知講解
4、溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別：
①溫度：對同一物體而言，溫度只能說“是多少”或“達到多少”，不能說“含有”“有”或“沒有”等。
②內(nèi)能：內(nèi)能只能說“有”，不能說“無”。只有當物體內(nèi)能改變，并與做功或熱傳遞相聯(lián)系時，才有數(shù)量上的意義。
③熱量：其實質(zhì)是內(nèi)能的變化量。熱量跟熱傳遞緊密相連，離開了熱傳遞就無熱量可言。對熱量只能說“吸收多少”或“放出多少”，不能在熱量前加“含有”“有”或“沒有”。
03
新知講解
二、吸熱多少與哪些因素有關(guān)？
初夏的中午，小明和小華去海邊游玩，如圖12-21所示。他們赤腳走在干燥的沙灘上，覺得沙子很燙；而走到海水中時，感覺到海水很涼。同樣都是在太陽光照射下，為什么海水和沙子的溫度不一樣呢
圖12-21 海水和沙子的溫度不一樣
03
新知講解
1.分別把一壺水和半壺水燒開，哪個吸熱多？
2.把一壺20℃水加熱到50℃和加熱到100℃，哪次吸熱多？
燒開一壺水比燒開半壺水需要吸收的熱量多
把這壺水加熱到100℃比加熱到50℃需要吸收的熱量多
結(jié)論：同一種物質(zhì)，吸收的熱量多少跟物體的質(zhì)量和升高的溫度都有關(guān)系。
提出問題：物質(zhì)的種類，對吸熱的多少有影響嗎？
生活經(jīng)驗交流：
03
新知講解
3、研究物質(zhì)的種類對吸熱多少的影響
【實驗】將質(zhì)量均為50g的沙子和水分別放在兩個瓷盤中，用溫度計測出室溫，即為此時沙子和水的溫度。
如圖所示，用紅外燈均勻照射兩個瓷盤4min后，再用溫度計分別測出沙子和水的溫度。
用紅外燈給沙子和水加熱
03
新知講解
圖是在紅外燈照射一段時間后用紅外熱成像儀拍攝的紅外照片。儀器顯示，此時沙子的溫度為55.4°C，水的溫度為30.7°C 。
紅外熱成像儀拍攝的紅外照片
【議一議】
1. 質(zhì)量相等的沙子和水，加熱相同的時間，哪種物質(zhì)升溫快
2. 質(zhì)量相等的沙子和水，升高相同的溫度，哪種物質(zhì)需要的加熱時間長
03
新知講解
【結(jié)論】
質(zhì)量相等的沙子和水，加熱相同的時間，沙子比水升溫快。
由此推理可知，要升高相同的溫度，水的加熱時間更長，即吸收的熱量更多。
換用其他不同物質(zhì)進行實驗，所得結(jié)果是類似的。由此可見：
不同物質(zhì)在質(zhì)量相等、升高（或降低）溫度相同的條件下，吸收（或放出）的熱量不相等。
03
新知講解
設(shè)計實驗：
4、探究物質(zhì)的種類對吸熱多少的影響（加熱不同的物質(zhì)）
相同的加熱方式
相同的容器
相同的初溫
相同的質(zhì)量
加熱時間反映吸熱多少
控制變量法
轉(zhuǎn)換法
03
新知講解
視頻演示——《比較不同物質(zhì)的吸熱能力》
03
新知講解
實驗表明，相同質(zhì)量的沙子和水，加熱相同的時間，沙子比水升溫快。
大量實驗表明，物質(zhì)吸收或放出的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量、升高或降低的溫度，以及物質(zhì)的種類有關(guān)。
由此推理可知，要升高相同的溫度，水的加熱時間更長，即吸收的熱量更多。
換用其他不同物質(zhì)進行實驗，所得結(jié)果是類似的。由此可見，不同物質(zhì)在質(zhì)量相等、升高(或降低)溫度相同的條件下，吸收(或放出)的熱量不相等 。
由此，且結(jié)合前面我們燒開一壺水得到的初步結(jié)論，可歸納為：
03
新知講解
實驗現(xiàn)象：
質(zhì)量相等的水和沙子,吸收相同的熱量（加熱時間相同）, ______升高的溫度多.
質(zhì)量相等的水和沙子升高相同的溫度,____吸熱多（加熱時間長）。
沙子
水
不同物質(zhì)的吸熱量本領(lǐng)_________，沙子和水其中_____吸熱本領(lǐng)大。
實驗結(jié)論：
水
不同
換用其他不同物質(zhì)進行實驗，所得結(jié)果是類似的。由此可見，不同物質(zhì)在質(zhì)量相等、升高(或降低)溫度相同的條件下，吸收(或放出)的熱量不相等 。
大量實驗表明，物質(zhì)吸收或放出的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量、升高或降低的溫度，以及物質(zhì)的種類有關(guān)。
03
新知講解
三、比熱容
1.比熱容描述不同物質(zhì)吸放熱的性質(zhì)：為了描述不同物質(zhì)吸放熱的性質(zhì)，物理學中引入了比熱容這一物理量。
2.比熱容的定義：物理學中，將物體溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比，叫作比熱容。
4.比熱容用c表示，單位是焦/(千克 · 攝氏度),符號是J/(kg·℃) 。比熱容是物質(zhì)的一種物理屬性。
3.比熱容在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量。
03
新知講解
c
=
Q
m· t
Q的單位：焦耳（J）
t的單位：攝氏度（℃）
5. 單位：J/（kg·℃），讀作：焦每千克攝氏度。
4. 如果用m表示物質(zhì)的質(zhì)量，△t表示物質(zhì)升高或降低的溫度，Q表示物質(zhì)吸收或放出的熱量，物質(zhì)的比熱容c可表示為
6. 研究表明，對于同種物質(zhì)， 相等；
對于不同物質(zhì)， 一般不等。
03
新知講解
水　　4.2×103 砂石　0.92×103 鐵.鋼　0.46×103
冰　　 2.1×103 玻璃 0.67×103 銅　　0.39×103
煤油　2.1×103 橡膠　1.7×103 水銀 0.14×103
酒精　2.4×103 水蒸氣1.88×103 鋁　　 0.88×103
甘油　2.5×103 干泥土 0.84×103 鉛 　0.13×103
幾種物質(zhì)的比熱[J/（Kg·℃）]
1、水的比熱容最大。
3、同種物質(zhì)在不同狀態(tài)時比熱容不同。
2、不同物體比熱容一般不同
5、物質(zhì)的比熱容由物質(zhì)種類和狀態(tài)決定。
規(guī)律
4、同種物質(zhì)相同狀態(tài)下的比熱容是相同的
03
新知講解
在生產(chǎn)、生活中，人們經(jīng)常利用水的比熱容較大這一特點。例如，
1.熱水袋：人們常常在熱水袋中裝入熱水用來取暖；
2.汽車發(fā)動機水的冷卻液：汽車發(fā)動機常常用主要成分是水的冷卻液來降溫；
汽車發(fā)動機常用水的冷卻液
熱水袋中裝入熱水用來取暖
冬天暖氣片里流動的是水
03
新知講解
7. 運用比熱容知識解釋有關(guān)現(xiàn)象
（1）為什么沿海地區(qū)比沙漠地區(qū)的晝夜溫差小？
海邊晝夜溫差比沙漠小
夏天，陽光照在海上，海水吸收熱量，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。
03
新知講解
（2）海陸風的成因
a海風的形成原因
白天，陸地比大海升溫快，地面附近密度較小的熱空氣上升，海面較冷的空氣就會來補充，于是冷空氣沿海面吹向陸地，形成海風。
海風
b陸風的形成原因
如圖所示，夜晚，陸地比大海降溫快，海面的熱空氣上升，地面附近的冷空氣就會來補充，于是冷的空氣沿地面吹向大海，形成陸風。
陸風
PART 4 課堂小結(jié)
（蘇科2024版）九年級
上
04
課堂小結(jié)
物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的能量叫作熱量。
①物理意義：用來比較物質(zhì)吸熱能力的物理量。
②定義：將物體溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比，叫作比熱容。
③ 公式： C
④ 單位：J/（kg·℃）
⑤比熱容是物質(zhì)的一種物理屬性。
物質(zhì)的比熱容
比熱容
熱量
PART 5 典例分析
05
典例分析
例1．物理學中，把物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的____________叫作____________，熱量的符號可用____________表示，它的國際單位與____________的單位相同，均為____________，簡稱____________。
內(nèi)能
熱量
Q
能量
焦耳
焦
【答案】 能量 熱量 Q 能量 焦耳 焦
【詳解】[1][2]物理學中，把物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的能量叫作熱量。
[3][4][5][6]熱量的符號可用Q表示，它的國際單位與能量的單位相同，均為焦耳，簡稱焦，符號J。
05
典例分析
例2．下列說法中，正確的是（　　）
A．物體溫度高時比溫度低時含的熱量多
B．溫度從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
C．熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
D．熱量從熱量多的物體向熱量少的物體傳遞
【答案】C
【詳解】A．熱量是過程量，不能用含有來描述，故A錯誤；
B．熱傳遞過程中傳遞的是熱量，不是溫度，故B錯誤；
CD．熱傳遞發(fā)生的條件是物體間有溫度差，熱量從高溫物體向低溫物體傳遞，故C正確，D錯誤。 故選C。
C
05
典例分析
例3．關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，下列說法正確的是（　　）
A．物體的溫度越高，含有的熱量就越多
B．物體的內(nèi)能增加，溫度一定升高
C．一個物體溫度升高，一定是吸收了熱量
D．兩個內(nèi)能相同的物體相互接觸時，也可能發(fā)生熱傳遞
D
05
典例分析
【答案】D
【詳解】A．熱量是熱傳遞過程中發(fā)生轉(zhuǎn)移的那部分內(nèi)能，不能說“含有”，只能說“吸收”或“放出”熱量，故A錯誤；
B．物體的內(nèi)能增加，溫度可能升高，也可能不變，如晶體熔化時吸熱，內(nèi)能增加，溫度卻不變，故B錯誤；
C．一個物體溫度升高，可能是吸收了熱量，也可能是別的物體對它做了功，故C錯誤；
D．兩個內(nèi)能相同的物體，也有可能溫度不同，故它們相互接觸時，也可能發(fā)生熱傳遞，故D正確。
故選D。
05
典例分析
例4．關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說法中正確的是（　　）
A．比熱容與物質(zhì)吸熱多少有關(guān)
B．同種物質(zhì)質(zhì)量越大比熱容就越大
C．水適合做冷卻劑是因為比熱容大
D．物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化時比熱容不變
【答案】C
【詳解】ABD．比熱容是物質(zhì)本身的一種特性，與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān)，同種物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時，比熱容會改變，比熱容的大小與質(zhì)量、吸收的熱量無關(guān)，故ABD錯誤；
C．水的比熱容最大，和其它物質(zhì)比較，降低相同溫度放出熱量多，所以汽車散熱器常用水作為冷卻劑，故C正確。
C
05
典例分析
例5．如圖是探究“比較水和煤油吸收熱量時溫度升高快慢”的實驗裝置，該實驗運用了控制變量法，下列對各個步驟中的控制變量要求不正確的是（　　）
A．酒精燈火焰大小必須相同
B．水和煤油的初溫必須相同
C．水和煤油質(zhì)量必須相同
D．盛放水和煤油的容器必須相同
B
05
典例分析
【答案】B
【詳解】A．實驗中相同的熱源，酒精燃燒在相同的時間內(nèi)放出熱量相同，酒精燈火焰大小必須相同，故A正確，不符合題意；
B．實驗中加熱相同的時間，比較升高的溫度比較液體的吸熱能力，水和煤油的初溫不一定必須相同，故B錯誤，符合題意；
C．實驗采用的是控制變量法，實驗中必須要控制水和煤油的質(zhì)量相同，故C正確，不符合題意；
D．實驗中應(yīng)該采用相同的容器，這樣容器的吸熱情況相同，故D正確，不符合題意；
PART 6 課堂練習
（蘇科2024版）九年級
上
06
課堂練習
1 ．下列事例中，與“水的比熱容較大”這個特性無關(guān)的是 ( )
A ．汽車發(fā)動機用水的冷卻液來降溫
B ．冬天，水缸破裂
C ．夏天在地面上灑水，人感到?jīng)隹?br/>D ．海邊晝夜溫度變化比沙漠中小，適于居住
B
06
課堂練習
2 ．關(guān)于熱量、 內(nèi)能、比熱容，下列說法正確的是 ( )
A ．物體的溫度越低，所含的熱量越少
B ．一塊 0℃的冰熔化成 0℃的水后，溫度不變，內(nèi)能不變
C ．升高相同的溫度，比熱容大的物體吸收的熱量多
D ．發(fā)生熱傳遞時，熱量可以從內(nèi)能小的物體傳遞給內(nèi)能大的物體
D
06
課堂練習
3.下列事例中，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
06
課堂練習
4.同學們通過地理課的學習知道，溫帶海洋性氣候大多分布在沿海地區(qū)，而溫帶大陸性氣候大多分布在內(nèi)陸地區(qū)。如圖所示，為兩氣候地區(qū)的全年溫度變化曲線，從物理的角度分析，下列說法正確的是（　　）
A．A氣溫變化小是因為海水的比熱容大
B．A氣溫變化小是因為沙石吸收熱量少
C．B氣溫變化大是因為砂石的比熱容大
D．B氣溫變化大是因為海水吸收熱量多
A
06
課堂練習
5．興義杠子面是“貴州名點風味小吃”，小翠運用勞動課上學習到的烹飪技能為家人制作了美味的杠子面，如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．滾燙的杠了面含有的熱量多
B．隨著杠子面的溫度降低，其內(nèi)能減小
C．當杠子面完全冷卻后，其內(nèi)能為零
D．剛出鍋的杠子面“熱”得燙嘴，其中的
“熱”表示的是內(nèi)能
B
06
課堂練習
A ．物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)無關(guān)
B ．比熱容相同的一定是同種物質(zhì)
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 ．100 g 水的比熱容是50 g 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
6 ．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 ( )
C
06
課堂練習
7．用兩個相同的加熱器分別對同種液體甲、乙同時加熱（不計熱損失），得到了它們的溫度隨時間變化的圖線如圖所示，則下列對它們的質(zhì)量大小進行判斷的說法，正確的是（　　）
A．甲比乙的質(zhì)量小
B．甲比乙的質(zhì)量大
C．甲、乙的質(zhì)量一樣大
D．條件不足，無法確定
A
06
課堂練習
8．小明利用如圖甲所示的實驗裝置探究沙子和水的溫度變化與吸熱的關(guān)系，操作如下：
（1）在兩燒杯中分別裝入初始溫度相同且________（選填“質(zhì)量”或“體積”）相等的沙子和水；
質(zhì)量
06
課堂練習
（2）實驗中，是通過比較____________（選填“加熱時間”或“升高的溫度”）來間接反映沙子和水吸收熱量的多少；
（3）用相同的酒精燈火焰加熱，并用玻璃棒不斷攪拌，每隔相同的時間記錄一次溫度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成溫度與時間的關(guān)系圖像，如圖乙所示。分析圖像可知，沙子和水吸收相同熱量時，溫度升高較多的是________，若使兩者升高相同的溫度，則________吸收的熱量較多，
由此可見，________的吸熱本領(lǐng)較大。
加熱時間
沙子
水
水
Thanks!
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（蘇科2024版）九年級
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