科学探究：物质的比热容

已知：ｍ1=200ｇｔ1= 5℃ｍ2=100ｇｔ2=85 ℃ 求：混合合后的水温为ｔ=？℃。 解：ｍ1=200ｇ水温度从ｔ1= 5℃上升至ｔ℃，吸收热量：
Q吸=ｃ水ｍ1(ｔ－ｔ1)
ｍ2=100ｇ水温度从ｔ2=85 ℃下降至ｔ℃，放出热量： Q放=ｃ水ｍ2(ｔ2－ｔ) 若没有热量损失，混合后的温度最高， Q吸= Q放，解得： ｃ水ｍ1(ｔ－ｔ1)=ｃ水ｍ2(ｔ2－ｔ)
如何通过实验来研究?
根据猜想设计实验 让我们认识电加热器
实验应注意的问题
B 温度计可不可以充当搅拌器？ C 搅拌器的作用？
探究活动
根据猜想设计实验
我们就 选你
方案一：取等质量的水和煤油，加热相 同的时间（吸收相等的热量）后，比较 温度的变化。 方案二：取等质量的水和煤油，使其升 高相同的温度，比较加热的时间（吸收 热量的多少)。
你发现了什么？
分析比热表，可以找出哪些规律

物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质 的比热容是不同的； 水的比热容最大；


物质的比热容不仅与物质和种类有关，同时还 与物质的状态有关，如水的比热容与冰的比热 容就不相等； 不同种物质的比热容也有相同的情况：如冰的 比热容与煤油的比热容就相等；

比热容的物理意义：
Ｑ：物体温度变化时吸收或放出的热量；单位为J ｃ：物质比热容 单位 J/(kg.℃)
ｍ：物体的质量单位 kg
△t ：温度的变化值，温度升高时为ｔ2－ｔ1；温度降 低时为ｔ1－ｔ2 单位 ℃
例题1:在20℃室温下,烧开一壶5Kg的水,大约需要吸收
多少热量? 已知：t0=20℃，t=100℃，m=5kg,c=4.2X103J/(kg.0C)
7.据有关专家预测，我国目前最大的水电站三峡
水电站完全建成后，三峡库区的气温会受到一
定影响：夏天比原来下降2℃左右，而冬天比
原来升高2℃左右，为什么？
答：这是因为库
区里的水的比热大，
夏天不容易升温，冬
天也不容易降温，温
度变化小。
练习：
1、水的比热容是4.2×103J／(kg· ℃)， 将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要 8.4×105J热量．如果将水倒掉一半， 吸收 4.2×103 它的比热容将为 J／(kg。℃)
名言警句
第十三章 内能与热机
第二节 科学探究：物质的比热容
安徽省萧县实验中学
姜春辉
一、内能跟温度的关系？
温度高 同一物体＿＿＿＿＿＿、内能大
二、改变内能的两种方式
热传递 做功
等效 热传递和做功改变物体内能是＿＿＿＿的
三、什么叫热传递？
物体之间存在温度差，高温物体放出热量，低温物 体吸收热量的过程叫热传递。
研究不同物质吸收热量的能 力，所要控制的因素：
实验方法： 2、加热的热源要相同 控制变量法
1、质量相同
信息快递：
如果加热方法完全相同, 就可以认为相同时间 里物质吸收的热量相同
设计思路：转换法
进行实验与收集证据
液体
水 煤油
体积
480mL 600mL
初温 加热 时间
20℃ 20℃ 10min 5min
例4、某些液体吸收了2.1×104J的热量后，其温 度由25℃升高到35℃，请你再添加一个适当的条 件，使之变成一道求解液体质量的计算题，并解 答。 解：添加的条件：这种液体是水，比热容 C水 ＝4.2╳103J/(kg.℃) 水的质量
Q吸 2.1 10 4 J m C (t t0 ) 4.2 10 3 J /(k g C ) (35 C 25 C ) 0 .5 k g
求：Q吸 解: Q吸=cm(t-t0) =4.2X103J/(kg.0C)X5kgX800C =1.68X106J Q吸 答：… c m(t t0 ) Q吸=cm(t-t0)
Q吸 m c (t t0 )
Q吸 t t0 cm Q吸 t0 t cm
Q吸 t t0 cm
1、质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，水吸收 了多少热量？ 解：Q吸=cm(t-t0) ＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳10kg ╳（65℃-25℃） ＝1.68╳106J 答：水吸收了1.68╳106J热量 2、质量为2kg的沸水（100℃），温度降低了60℃，水 放出了多少热量？
海边的故事
中午，沙子很烫，而海水却是凉的 晚上，沙子变凉了，而海水却很暖和
新疆地区有句谚语叫做“早穿皮袄午 穿纱，围着火炉吃西瓜”，你知道其 中的道理吗？
提出问题
（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要 的热量一样多吗？
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多
（2）把一壶水烧开与烧成温水需要 的热量一样多吗？
水放热降温比较慢 泥土吸热升温比较快
新疆有句谚语：
“早穿皮袄午穿纱
围着火炉吃西瓜”
你现在能说出它的道理！ 这是对沙漠气候的生动描 述。白天，当太阳照射到沙漠 时，由于砂石的比热容较小， 砂石吸收热量后，其温度会迅 速升高；而到傍晚，砂石 要放 出热量，由于砂石的比热容较 小，砂石的温度会马上下降， 温度很低，所以沙漠气候温差 变化很大。
分析得出结论
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸
收的热量是
相同的
。
相同质量的不同种物质，升高相同的温度，
吸收的热量是 不相同的
。
Baidu Nhomakorabea
探究活动
实验后的思考
1、水和煤油谁的吸热能力强？
2、如何科学地比较不同物质的这种特性？
实验后的思考,往往比实验本身更重要。 ——牛顿
探究活动
比热容的概念
其实很简单，就是采用比较单位 质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热 的多少来比较它们的吸热能力。 比热容(C)──单位质量的某种物 质温度每升高（或降低）1℃所吸 收（或放出）的热量为该物质的 比热容．
比热容的单位 ：焦/(千克·摄氏度) 比热容的符号： J/（kg· ℃） 读作： 焦耳每千克摄氏度
比热容的实质
（1）反映了物质吸热放热的本领；
比热容越大，吸热或放热本领越强
（2）物质对冷热反应的灵敏程度；
比热容越小，对冷热反应越灵敏
几种物质的比热容[单位：J/（kg· ℃）]
水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 冰 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 砂石 0.92×103 铝 0.88×103 干泥土 0.84×103 铁、钢0.46×103 铜 0.39×103 水银 0.14×103 铅 0.13×103
3.一滴水和一盆水的比热谁大？ 答：一样大。因为水的比热是物质的特
性之一，不随质量的改变而改变。
4.把一根铁丝截为长短不同的两段，哪段铁
丝的比热大些？
答：比热一样大。
5.相同质量的水和沙土，吸收相同的热量，哪
个升高的温度多？
答：沙土升高的温度多。因为水的比热比沙
土的比热大，所以在吸收相同热量时，海 水升温比沙子慢。
复习
1.煤油的比热容是2.1×103焦/（千克·℃），
它表示 1千克煤油温度升高1℃时，需吸热2100焦 。 2.关于比热，下列说法中正确的是(
A.1千克水在1℃时的热量是4200焦
C
)
B.1千克水每升高1℃放出的热量是4200焦
C.1千克水每升高1℃吸收的热量是4200焦
D.1千克水每降低1℃吸收的热量是4200焦
高(降低) 1℃,吸收(或放出)热量是4.2×103J
比一比，看谁最聪明？
1、人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是 为什么？
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高(或 降低)一定温度吸热(或放热)很多，用水用冷却剂或 取暖效果好。
2.体温计中为什么用水银作测温介质?用水可以吗?
3、沙漠地带昼夜温差很大，而 沿海地区昼夜温差 不大，这是什么原因？ 从比热容表可以看出，各种物质，水的比热 容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况 下，水的温度变化要小些。 由于海水的比热容大，砂石比热容小，海水与砂 石比较，吸收或放出同样的热量，升高或降低的 温度较小，白天在受太阳照射条件相同时，海水 的温度变化要小些，沿海地区比内陆地区温升慢， 夜晚放热，沿海地区温度降低也少。所以一天之 中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。 同理，在一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内 陆比沿海寒冷。
6.在北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水，可 防止蔬菜冻坏，这是因为 ( B )
A.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较多， 使储存的蔬菜不容易冻坏。 B.水的比热容比较大，气温降低时放出的热量较多， 使储存的蔬菜不容易冻坏 C.水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量较少， 使储存的蔬菜不容易冻坏 D.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较少， 使储存的蔬菜不容易冻坏
答：液体质量为0.5kg.
热平衡关系式： Q放=Q吸
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体
将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量， 温度升高；最后两物体温度相同，称为达到 热平衡。
例题：某同学将一杯质量是200ｇ、温度是
5℃的冷水和一杯质量是100ｇ、温度是85 ℃的 热水兑在一起，混合后的水温度最高是多少？
4、为什么海水和沙子在同一时 刻的温度不一样？ 因为海水与沙子受光照的时间完 全相同，所以它们吸收的热量相同， 但是海水的比热比沙子的比热大，所 以海水升温比沙子慢；没有日照时， 海水降温比沙子慢。
海陆风的形成
海风
陆风
水稻是喜温 作物，在每年三四 月份育秧时，为了 防止霜冻，傍晚常 常在秧田里灌一些 水过夜，第二天太 阳升起后，再把秧 田里的水放掉，你 能解释原因吗？
解：Q放=cm(t0-t) ＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳2kg ╳60℃ ＝5.04╳105J 答：水放出了5.04╳105J热量
例3、质量是1kg的铝壶内装有25℃的3kg水在一 个标准大气压下将水烧开。壶和水共吸收了多少 热量？ 解：铝壶吸热 Q吸1=c1m1(t-t0) ＝0.88╳103J/(kg.℃) ╳1kg ╳(100℃－25℃） ＝6.6╳104J Q吸2=c2m2(t-t0) ＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳3kg ╳(100℃－25℃） ＝9.45╳105J Q吸＝ Q吸1＋ Q吸2＝ 6.6╳104J＋9.45╳105J ＝1.011╳106J 答：壶和水共吸收了1.011╳106J的热量。
生活·物理·社会
（1）什么是热岛效应？ （2）热岛效应产生的原因是什么？ （3）你能想到什么办法抑制热岛效应 产生的危 害？ （4）什么是温室效应？
热量的计算
公式
如果知道某物体的质量为ｍ，比热容 为ｃ和温度的变化值△t ，根据物质比热 容的定义可计算出该物体吸收或放出的 热量为 Ｑ=ｃｍ△t
4.2×103J/(kg ·℃) 水的比热容是___________
一千克的水温度每升 它的物理意义是:___________
__________________________
比热容是物质的一种特性，就像密度是 物质的特性一样，同种物质的比热容是一 定，不随物体吸收或放出的热量多少、质 量、升高或降低的温度而改变。
ｔ=31.7℃
答：略
例2、质量为200克的铝壶中盛满温度为20℃的水后， 进行加热，当壶中的水吸收了5.04×10５J的热量后， 水温升高到80℃。此过程中铝壶吸收了多少热量？ 壶中所装水的质量为多少千克？已知铝的比热容为 0.88×103 J/(kg. ℃) 解:由Q水吸=c水m水Δ t升得 m水=Q水吸/(c水Δ t升) = 5 .04×10５J /[4.2 ×10３ J/(kg. ℃) ×(80-20] ℃ =2kg Q壶吸=c铝m铝Δ t升 =0.88×10３ J/(kg. ℃) × 0.2kg ×(80-20) ℃ =1.06 × 104J
末温
50℃ 50℃
(1)表一的数据说明 质量相同的水和煤油 升高相同的温度所吸 不同的 收的热量_________。
液体 水
体积 480mL
初温 加热 时间 20℃ 10min
末温 50℃
煤油
600mL
20℃
10min
80℃
(2)表二的数据说明 质量相同的水和煤油 吸收相同的热量时升 不同的 高的温度________。
把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多
水在温度升高时吸收的热量，跟水的质量有关， 和升高的温度有关 。
(3)将质量相同 的铜块和铁块加 热，升高相同的 温度，需要的热 量一样多吗？
物体温度升高与哪些因素有关呢？
物质吸收（或放出）热量的 多少，除了与物质的质量和 温度变化有关外，还可能与 什么有关？ 可能与物质的 种类有关。