物质的吸热能力与比热容汇编

物质的吸热能力与比

热容

物质的吸热能力与比热容比热容是物质的一种热学属性，与学生的生活密切相关，初中物理课程标准“通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象”。对比热容的要求属于“了解”水平。但明确要求让学生通过实验，观察物理现象的过程中发现这一属性。同时强调物理知识的应用，及其与生活和社会的联系。

我们教学时，一般也按照多数教材从吸热本领大小这一方面，通过实验探究“比较不同物质的吸热能力”，观察实验现象得出质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不同的结论，引入的比热容这一物理概念。比热容概念本身就使学生感到很陌生；又涉及到了物质的“种类”、“质量”、“升高的温度”和“吸收的热量”这四个物理量的关系，其中对“吸收的热量”又没法实现直接测量，而要转化到测量“加热时间”上，这无疑之中又增加了探究的难度。再加上“物质的吸热能力”与“物质的比热容”是二个不同的概念，说吸热能力强的物体的比热容就大，更使学生不能正确了解比热容概念的意义。

在实验中要比较物质吸热的多少，就用相同的酒精灯来加热，转化成比较加热时间的长短。取相同质量的水和煤油，升高相同的温度，比较吸热的多少或吸收相同的热量，比较升高的温度。理想化地认为在相同时间内，水和煤油吸收的热量一样多，而煤油的温度升得高。既然是吸收的热量一样多，怎么能说水的吸热能力强呢？

对观察到的实验现象学生的讨论也存在分歧：同质量、同初温的水和煤油，用相同的酒精灯加热时，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱，煤油的温度升得快。所以大部分同学的结论是：煤油的吸热能力强。而我们教师强加给学生的结论是：水的吸热能力强，并解释为温度升高的低的吸热本领强，因为，温度升高的低的物质如果也升高到相同的温度，还要继续加热，就说明它的吸热本领要强。但这样的解释只能说吸收的热量多，并不能说明吸热能力强，学生不仅不明白甚至更糊涂。

所以，由实验得到的结论“质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，水的温度升的比较少，可见，要使水温每升高1℃所需要吸收的热量多或质量相等的水和煤油升高相同的温度，水需要加热的时间长，则水吸热多”。只能得出：水比煤油吸收的热量多，但并不代表水的吸热本领大。出现这样的问题根源是没有搞清“吸热能力”与“吸收热量的多少”是不同的。物体的吸热能力是物体吸收热量的本领，不仅是吸收热量的多少还应该包括吸收热量的快慢等等，不能说吸热能力强的物体，吸收的热量就一定要多，反过来也不能说吸收热量多的物体吸热能力就一定强。就像不能说功率大的就一定做功多，做功多的就一定功率大一样。

为了厘清“吸热能力”与“比热容”的关系，我们有必要介绍“热容量”概念。物体在温度升高1℃所吸收的热量叫做这个物体的热容量简称热容。物质的热容量跟它的质量成正比，并跟物质的材料有关。为描述物质的这种热学性质引入比热容概念，比热容又称比热容量，是单位质量物质的热容量，即单位质量物体在温度升高1℃所吸收的热量，比热容是表示物质热性质的物理量。可见比热容的物理意义反映的是单位质量物体的热容量的大小，而不是吸收热量的能力。不能把比热容反映的这种“单位质量物体的热容量的大小”误当成物体的吸热能力。当物体吸收热量时，物体温度的升高值取决于物体的质量和物体的比热容的大小。

因此，把探究物体比热容的实验叫做“比较不同物质的吸热能力”是不妥的，更不能说“比热容是表示物体吸热能力的物理量”。该实验的目的并不是比较不同物质的吸热能力，而是探究质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，它们吸收的热量是否相同（或质量相同的水和食用油，吸收相同的热量时，升高

的温度是否相同）。探究的是物质吸收热量与升高温度的关系而不是物质吸收热量的能力（吸热能力不仅是吸收热量的多少还应该包括吸热速度等等）。把实验叫做“比较不同物质的吸热能力”很容易造成学生对“物质的吸热能力与物质的比热容”等同起来的误解，影响对比热容概念的理解。

有了“热容量”这一概念，学生就能够较容易的知道比热容概念的意义。根据实验现象得到的结论：“质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，水的温度升高的比较少；或质量相等的水和煤油升高相同的温度，水需要加热的时间长，则水吸热多”，说明了质量相同的不同物体，升高相同的温度时，吸收的热量是不同的，即质量相同的不同物体的热容量是不同的，为了描述物体的这种热学性质，引入比热容的概念。实验的名称叫“探究物质的比热容”是比较恰当的，既点明了实验的目的，又突出了比热容的概念。

这样引出的比热容概念就是单位质量物质的热容量，问题就迎刃而解了，学生对观察到的实验现象“同质量、同初温的水和煤油，用相同的酒精灯加热时，煤油的温度升得快”是因为煤油比水的热容量小，所以煤油比水的比热容小，与要学习的比热容的概念是一致的，就不会犯糊涂了。