12.3 研究物质的比热容

第十二章 内能与热机
问题 2 ：关于汽车它应用了很多物理知识，试着 阐述一下发动机的冷却剂选用水，为什么？ 因为水的比热容较大，相同质量的水和
答案
其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量
多，所以汽车发动机的冷却剂选用水.
第十二章 内能与热机
[拓宽延伸] 水的比热容大的应用可以总结为如下两点： 气温 ①可以用来调节_________. ②利用水的比热容大这一特性做散热剂，如在秧田里多灌 一些水可以保护秧苗在夜间不致受冻；冬天人们用暖水袋 取暖；冬天用水做暖气供暖的介质等；同理可以做 制冷剂 ，如利用水来给汽车发动机降温。 _________
质量相等 的水和砂石作Leabharlann Baidu研究对象，组装实验器材(如 _____________ 图所示）.用 ______的酒精灯对它们进行加热，同时搅拌砂石 相同 和水，使之____________. 受热均匀 观察在相同的加热时间内，砂石和 水________________. 升高的温度
第十二章 内能与热机
在探究时控制质量相同的不同物质，吸收
的热量相同，比较升高温度的多少；或质量相同的不同物质升高相同
的温度，比较加热时间的长短．
2.转换法
多少．
实验中通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的
第十二章 内能与热机
学点2
比热容
自学教材P33，完成下列的问题： 问题1：结合教材内容，试着阐述出比热容的概念：在物理学 中，用比热容表示物质的 _________性能，比热容在数 吸、放热 单位质量 值上等于 ___________的某种物质，温度升高(或降低）
第十二章 内能与热机
12.3 研究物质的比热容
来自大自然的疑问
同样的日照条件海水的温度和沙滩不一样。白 天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海 水却还暖暖的，这是为什么呢？
第十二章 内能与热机
导 学 设 计
学点1 探究物质的吸、放热性能
小组之间交流、讨论教材P31、P32的内容，结合图示，完成 下列问题：
第十二章 内能与热机
类型二
比热容的概念
例2 下列关于比热容的说法中，正确的是( D ) A．物体的质量越小，比热容越大 B．物体升高的温度越低，比热容越大 C．物体吸收的热量越多，比热容越大 D．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收的热量或升高 的温度均无关 [解析] 比热容是物质自身的性质，与物质本身和物质的 状态有关，而与物体的质量、吸收的热量或升高的温度均 无关．
第十二章 内能与热机
3．关于比热容，下列说法正确的是( D ) A．物质的比热容与物体吸收或放出的热量有关
第十二章 内能与热机
学点2 应用比热容解释一些现象
自学教材P33、P34，小组之间交流、讨论完成下列问题：
问题 1 ：沿海和沙漠地区温差变化不同，其原因是在 太阳照射时间相同的情况下，沿海地区水的面 大 ，温差变化 积 较 大 ， 因 水 的 比 热 容 ______ 小 ______ ；沙漠地区砂石面积较大，砂石的比热 容______ 小 ，温差变化 ______ 大 ，所以沿海地区气 温变化小，沙漠地区气温变化大.
升高相同的温度时，吸收的热量 _________(选填“相等” 不相等 或“不相等”）.
第十二章 内能与热机
加热时间 /min 水的温度 /℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
20
21
22
22
24
23
26
24
28
25
30
26
32
27
34
28
36
29
38
煤油的温度 20 /℃
第十二章 内能与热机
[实验方法] 1.控制变量法
实验 探究 实验方法：控制变量法、转换法
实验结论：质量相等的不同物质，在升 高相同的温度时吸收的热量是不相等的 概念 热量的计算
比 热 容
单位：J／(kg· ℃)
Q＝cmΔt 调节气候
水的比热容 较大的应用 冷却剂或用来取暖
第十二章 内能与热机
课 堂 反 馈
1．在“探究不同物质吸热升温现象”时，将质量相等的砂石和 水分别装在易拉罐中，然后用同一酒精灯加热并不断搅 拌．实验中，不同物质吸热的多少是通过____________( 选填 加热时间 “温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的．吸收相等热量 砂石 吸热升温较快，表明吸热升温较快的物质 后，发现________ 弱 吸热能力较________( 选填“强”或“弱”). 特性 ，不同物质的比热容不同， 2．比热容是物质的一种________ 冰的比热容是2.1×103 J/(kg· ℃)，它表示的意义是 1 kg的冰温度升高（降低）1 ℃所吸收（放出）的热量是 _____________________________________________________ 2.1 ×103 J ___________________.
图12－3－3
第十二章 内能与热机
[猜想假设] 由同种物质在质量相等、温度变化相同时，吸 收或放出的热量相等，由此猜想不同物质，在质量______ 相等 ， 温度变化________ ________(均 相等 时，它们吸收或放出的热量 不相等 选填“相等”或“不相等”）.
[实验设计] 根据猜想我们可以先用_______ 天平 测量出相同质量
第十二章 内能与热机
问题2：在物体吸收热量的计算中要做好单位的统一，质量
的单位为______ kg ，温度的单位为______ ℃ ，比热容的
J/(kg· ℃） J ____. 单位为_________________ ，得出热量的单位是 问题3：由吸收热量的计算公式，我们同理也可以得出物体 Q放＝cmΔt 放出热量的公式为______________. 可以变形出公式 m Q Q Δt ＝ c＝ m＝ cm ______________ 、______________ 、____________. cΔ t cΔ t
的水和砂石；然后利用相同的酒精灯，给它们加热相同的时 温度计 示数的变化情况. 间，观察_________
第十二章 内能与热机
[实验器材] 烧杯、铁架台、酒精灯、石棉网、_______ 天平、钟 表、________ 温度计 、火柴、搅拌器.
规格相同 的烧杯，分别装入 [实验步骤] 取两个________________
第十二章 内能与热机
[易错辨析]比热容是物质的一种属性，同种物质在同种状态 下，比热容不随其形状、质量、温度高低、放置地点的改变 而改变；同一物质的比热容与所处的状态有关；不同物质的 比热容一般不同．
第十二章 内能与热机
类型三
热量的计算
例3 已知煤气的热值为3.6×107 J/m3，0.28 m3的煤气完全燃烧 放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃，质量为30 kg的水吸收，则水温升高多少？[c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)]
[实验结论] 分析如下实验数据可得出：质量相等的水和 砂石，加热相同的时间，它们升高的温度_________( 不相同 选填 “相同”或“不相同”）；质量相等的水和砂石，升高相 不相同 同的温度时，它们的加热时间是___________( 选填“相同
”或“不相同”）的.由此得出质量相等的不同物质，在
第十二章 内能与热机
[方法指导]比热容的常见应用：①由于水的比热容较大，一 定质量的水升高(或降低)一定温度吸收(或放出)的热量很 多，有利于做冷却剂或用来取暖．②由于水的比热容较大， 一定质量的水吸收(或放出)很多的热量而自身的温度却变化 不多，有利于调节气温．
第十二章 内能与热机
课 堂 小 结
[答案 ]煤气完全燃烧放出的热量： Q J/m3×0.28 m3＝1.008×107 J. 根据公式 Q＝cmΔ t 得：
放
＝qV＝ 3.6× 107
1.008×107 J×50% Q Δ t＝ ＝ ＝40 ℃. cm 4.2×103 J/（kg· ℃）×30 kg
第十二章 内能与热机
[方法指导]四点理解热量的计算： (1)明确热量的计算公式 Q 吸＝cm(t－t0)，Q 放＝cm(t0－t)． (2)注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量 和温度的变化量三个因素都有关系，而与物体的温度没有关系， 注意区分“升高了”“升高到”和“降低了”“降低到”等关 键词． (3)各物理量的单位必须统一：温度 t 的单位用℃，质量 m 的单位用 kg，热量 Q 的单位用 J，比热容 c 的单位用 J/(kg· ℃)． (4)公式只适用于无物态变化时升温(或降温)过程中吸收(或 放出)的热量．
第十二章 内能与热机
类型四
比热容的应用
例4 下列四种现象中，不可以用水的比热容较大这一特征 解释的是( D ) A．冬天的暖气设备用热水供暖 B．用水来冷却汽车发动机 C．太原昼夜温差比同一纬度的沿海地区大 D．夏天，在教室的地面上洒水会感觉凉爽
第十二章 内能与热机
[解析] 因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比 较，降低或升高相同的温度时，水放出或吸收的热量多，所 以冬天暖气设备用热水供暖，用水冷却汽车发动机；因为水 的比热容较大，白天，相同质量的水和砂石比较，吸收相同 的热量，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量，水的 温度降低得少，由此使得海边昼夜温差小；而太原地处内陆， 所以昼夜温差大；夏天，在教室的地面上洒水，由于水蒸发 从周围吸热，会使人感觉凉爽，与水的比热容大小无关．
___________________ 和__________ 水 冰 的热量是4.2×103J ；③___________
不相同 是同种物质，但其比热容____________( 选填“相同” 煤油 或“不相同”）， ________和冰 __________比热容相等， 但物质是不同的.
第十二章 内能与热机
学点1
热量的计算
结合比热容值的物理意义，试着分析下列问题： 4.2×103 J/(kg· ℃） ，其物理意义是 问题1：水的比热容是_____________________ 1 kg水温度升高1℃时吸收的热量是4.2×103 J，那么推 广 一 下 ， 2 kg 水 温 度 升 高 1℃ 时 吸 收 的 热 量 是 _________J 8.4×103 ， 2 kg 水 温 度 升 高 10℃ 吸 收 的 热 量 是 ____________J ，由此我们可以推导出物体吸收热量的 8.4×104 Q吸＝cmΔt 公式为 _____________________. 其中 Q 吸 为物体吸收的 升高的温度 热量，m为物体的_______ 质量 ，Δt为物体____________.
第十二章 内能与热机
应 用 示 例
类型一 探究不同物质的吸、放热性能
例1 如图12－3－4所示的是探究“比较不同物质的吸热能力” 的实验装置．
第十二章 内能与热机
(1)为了得到质量相同的水和干沙子，应选的器材是 天平、烧杯 ____________； (2)为了比较水和干沙子的温度变化情况，应选用的器材是 温度计 ____________ ； (3)实验中为了使水和干沙子吸收相同的热量，你的做法是 __________________________________________________ ； 使用相同的酒精灯给水和干沙子加热相同的时间 (4)实验时，观察到沙子的温度升高得较快，这说明 __________________________； 沙子的吸热能力弱，吸收相同的热量，沙子升高的温度高 (5)如果使质量相等的水和沙子升高相同的温度，你认为吸 水 ；通过实验现象分析，可以得出的结论 收热量多的是____ 是____________________________． 物质升高相同的温度，吸收热量越多，物质的吸热能力越强
1℃所吸收(或放出）的热量.比热容用符号 c______表示，
J/(kg· ℃） ，读作“ 单位是 __________ ________________”. 焦每千克摄氏度
第十二章 内能与热机
问题2：结合教材P33表格可以得出：①一般来说，不同的物质， 不相同 其比热容__________( 选填“相同”或“不相同”）； 水 ②表中比热容最大的是_________ ，代表的物理意义是 1千克水温度升高(或降低）1℃时，吸收(或放出） _______________________________________________