第三节《比热容》教案(人教版初三) (8)

第三节《比热容》教案（人教版初三） (8)【学习目标】

1．通过实验了解比热容的概念，尝试用比热容讲明简单的自然现象；

2．学会利用物质的比热容表；

3．了解热量的运算公式；

4．通过探究，比较不同物质的吸热能力；

5．利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想方法解决咨询题的能力．

【基础知识精讲】

在第十章中，我们学习了物质的一种特性——密度的相关知识，本节我们要学习的是物质的另一种特性——比热容．

1．比热容

我们会有如此的体会：烧水时，用同样的火进行加热，水越多，水温升高得越高，水吸取的热量就越多．那么，你是不是想弄清以下两个咨询题：水吸取的热量是否与水的质量和水温升高的多少有关？假设是不同的物质，例如一种是水，另一种是砂子，它们吸取的热量又与哪些因素有关呢？

我们先来做个探究实验：比较不同物质的吸热能力．

实验装置如图15－6所示．我们想比较水和砂子谁的吸热能力强，所用的器材有：

图15－6

两个酒精灯、两个铁架台、两个金属盘、两个温度计、两个石棉网、质量相等的水和砂子．因此我们所研究比较的对象也能够是其他液体或固体，那个由你实验时来定．我们实验的目的是：用质量相同的水和砂子，让它们吸取的热量相同，比较它们温度升高的多少，从而研究它们吸热能力的差异．

那第一我们用天平称出质量相同的水和砂子〔例如差不多上100 g〕作为研究对象；其次我们实验时使用的酒精灯是相同的，如此能保证加热相同的时刻时，水和砂子吸取的热量相同；再确实是实验前先用温度计分不测出水和砂子加热前的温度t1和t2．预备工作都做好了，我们能够开始实验了，将水和砂子分不放在事先预备好的整套仪器中，开始加热并同时计时，20 min后用温度计分不测量现在水和砂子的温度t1′和t2′，停止加热，运算出水和砂子两次各自上升的温度Δt1＝t1′－t1和Δt2＝t2′－t2，比较Δt1和Δt2的大小，即可求出谁的吸热能力强，将实验中数据填入以下表格中．

加热前温度加热20 min后温度t′(℃) 上升的温度Δt＝t′－

分析实验数据我们发觉：质量相同的水和砂子吸取相同的热量时，水的温度上升的小，讲明水的吸热能力强．

假如你有时刻有条件的话，换用另一组固体和液体再按上述步骤进行一次实验．

分析实验现象和数据，我们发觉如此一个咨询题：不同的物质，在质量相等、温度升高的度数相同时，吸取的热量是不同的．那么如何样表示各种物质在这种性质上的差不呢？物理学中引入了〝比热容〞那个物理量．

(1)比热容的物理意义

比热容是用来表示质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸取的热量不相同．

(2)比热容的定义

由生活体会和实验结论我们能够看出：物体吸取热量的多少与物体的质量、种类、升高的温度都有关系．为了便于比较，我们将质量和升高的温度都取最简单的情形．如此，比热容被定义为：

单位质量的某种物质，温度升高1 ℃所吸取的热量叫做这种物质的比热容．

比热容用符号c表示．

单位质量的某种物质，温度降低1 ℃放出的热量与它温度升高1 ℃吸取的热量相等，数值上也等于它的比热容．

(3)比热容的单位

比热容的单位是焦/〔千克·℃〕，符号为J/〔kg·℃〕，读作焦每千克摄氏度．

(4)比热容表

课本第112页有一个比热容表，排列了一些液体和固体的比热容值，你在表中找一找c水＝( )，c铜＝( )．

我们以水和砂石为例来比较分析一下．水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，砂石的比热容是0.92×103 J/(kg·℃)，它们分不表示：1 kg水温度升高1 ℃所吸取的热量为4.2×103 J；而1 kg砂石温度升高1 ℃所吸取的热量为0.92×103 J，比水吸取的热量少专门多．那么，当水和砂石质量相同时，让它们吸取同样多的热量，我们不难分析出：现在水上升的温度比砂石上升的温度要少．因此会显现我们探究实验中的现象和结论，而且我们能够讲：比热容大的那种物质吸热能力强．你能明白吗？

2．热量的运算

假如明白了物质的比热容、质量和上升的温度，你能运算出物质在此过程中吸取的热量吗？我们来看个例题．

铝的比热容是0.88×103 J/(kg·℃)，这表示质量是1 kg的铝块温度升高1 ℃时所吸取的热量是0.88×103 J．那么，请你运算：把质量为 2 kg、温度为30 ℃的铝块加热到100 ℃，铝块吸取的热量是多少？

解：铝块上升的温度为Δt＝t2－t1＝( )－( )＝70 ℃

那么铝块吸取的热量＝铝块质量( )×铝块比热容( )×铝块升高的温度70 ℃＝( )J

假如以Q代表物体吸取的热量，c代表物质的比热容，m代表物体的质量，t0和t分不是加热前、后物体的温度．通过上面的运算，你能总结出一个由比热容运算热量的公式吗？

Q＝？

Q＝cm〔t－t0〕

在此公式中，由于物体是吸热过程，因此其后来的温度t比原先的温度t0要高，因此

〔t －t 0)＞0．

假如我要你再类比上例得到物体降温时放出的热量公式，你会吗？应该是：

Q ＝cm (t 0－t )

在此公式中，由于物体是放热降温过程，因此其后来的温度t 比原先的温度t 0要低，因此〔t 0－t 〕＞0．

我们能够将物体吸、放热的公式合并写作：

Q ＝cm Δt

Q 、c 、m 仍代表吸取或放出的热量、比热容、质量，Δt 代表变化的温度，运算时应注意Δt ＞0．

学会了公式，我们来做两个简单运算．

例1：一根800 ℃的烧红的铁钉，质量是1.5 g ，它的温度降到20 ℃时放出多少热量？

解：查比热容表可知c 铁＝0.46×103 J/(kg ·℃)

用放热公式：

Q ＝c 铁m (t 0－t )＝( )×1.5×10－3 kg ×( )＝5.38×102 J

因此铁钉放出了5.38×102 J 的热量

例2：有温度10 ℃，质量是4 kg 的水，吸取8.4×105 J 的热量，它的温度升高多少

度？

解：由公式Q ＝cm Δt 能够得出求变化温度的运算式为：

Δt ＝) (Q ＝kg

4) (J 104.85⨯⨯＝50 ℃ 因此水的温度升高了50 ℃．

通过例题2我要提醒你的是：注意区不〝升高〔升高了〕〞和〝升高到〞〝降低〔降低了〕〞和〝降低到〞是完全不同的意思：〝升高〞和〝降低〞差不多上指温度的变化Δt ，即分不是t －t 0和t 0－t ，而〝升高到〞和〝降低到〞那么是指末温度t ．

3．水的比热容及应用

水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)．由比热容表中可比较得出：在表中所列物质中，

水的比热容最大，它是煤油的2倍，是砂石的4倍多，是干泥土的50倍，是水银的300倍．

水的比热容应作为常识记住它．

水的比热容较大，在日常生活中经常用到这一点．我们先用它来讲明一个自然现象，然后再举几个生活中水的应用．

夏季，人们喜爱到海边休假．白天，海风轻拂，带来丝丝凉意，夜间却可不能专门凉．而沙漠的夏天温度变化较大，白天气温可达60 ℃，夜晚那么能降到10 ℃左右．海边与沙漠的气候什么缘故会这么不同？这就与水的比热容较大有专门大的关系．

依照公式Q ＝cm Δt ，当Q 与m 相同时，c 与Δt 成反比．水的比热容是砂石的4.5倍，在同样受热的情形下，水的温度变化比砂石小得多．白天，阳光照在海上，由于海水的比热容较大，吸取了热量，海水的温度变化并不大，因此海边的气温可不能专门高．由于砂石的比热容较小，吸取同样的热量，温度会上升专门多，因此沙漠的昼夜温差专门大．因此我们讲沿海地区的气候要比内陆地区的气候更舒服，正是那个道理．

依照公式Q ＝cm Δt 可知，当m 与Δt 相同时，Q 与c 成正比，也确实是讲，上升相同的温度，比热容大的那种物质吸取的热量多；降低相同的温度，比热容大的那种物质放出的热量多．因此，在取温顺制冷时，我们都用比热容较大的水．

我国北方楼房中都装有〝暖气〞，用水作介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，因为水的比热容大，相同条件下它放出的热量就比其他物质多，取暖成效较好．