初中物理比热容
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初中物理常见的比热容比热容是描述物体对热量的吸收或释放能力的物理量,在初中物理课程中是一个常见的概念。
本文将介绍比热容的概念、计算方法以及一些常见的比热容数值。
一、比热容的概念比热容是指单位质量的物质在温度变化时吸收或释放的热量。
物质在加热过程中,温度变化程度与吸收或释放的热量有关,而比热容就是用来描述这种关系的物理量。
比热容的单位是焦耳/千克·摄氏度(J/(kg·°C))。
它的数值表示单位质量的物质在温度升高1摄氏度时所需的热量。
比热容的数值越大,表示单位质量的物质温度变化越缓慢,对热量的吸收或释放能力越强。
二、比热容的计算方法1.当物质的质量、比热容和温度变化量已知时,可以通过以下公式计算吸收或释放的热量:Q = mcΔT其中,Q表示吸收或释放的热量(单位为焦耳);m表示物质的质量(单位为千克);c表示比热容(单位为焦耳/千克·摄氏度);ΔT 表示温度变化量(单位为摄氏度)。
2.当两个物体发生热传导时,也可以使用比热容的公式来计算物体之间传递的热量。
假设两个物体之间的温度差为ΔT,热量传递速率为P,两个物体的质量分别为m1和m2,比热容分别为c1和c2,那么传递的热量P可以用以下公式计算:P = (m1c1 + m2c2)ΔT三、常见物质的比热容数值不同物质的比热容数值是不同的,下面是一些常见物质的比热容数值:1.水的比热容是4186焦耳/千克·摄氏度,也可以近似认为是4.18焦耳/克·摄氏度。
水比热容较大,从而使得水对热量的吸收和释放能力较强,温度变化较缓慢。
2.铝的比热容是900焦耳/千克·摄氏度,它的比热容比水小很多,即单位质量的铝在温度变化时所需的热量较少,温度变化较快。
3.铁的比热容是448焦耳/千克·摄氏度,比水的比热容大,但比铝小,即单位质量的铁在温度变化时所需的热量介于水和铝之间。
4.空气的比热容约为1005焦耳/千克·摄氏度,空气比热容与水相比较大,相对固体物质来说也比较大。
九年级物理第十三章《比热容》教学设计篇1一、教材分析本节是人教版九年级物理第十三章第三节比热容。
比热容的概念及其应用是本章的重点内容,又因为比热容的概念比较抽象,涉及到质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量,学生理解起来有困难,所以又是整个教材的难点。
二、教学目标分析1、知识与技能:a、理解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
b、尝试用比热容解释简单的自然现象。
c、能用Q吸=cm(t-t0)和Q放=cm(t0-t)进行简单的热量计算。
2、过程与方法:a、通过探究,比较不同物质的吸热能力。
b、尝试用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题等简单的自然现象,培养学生的知识迁移能力。
3、情感、态度与价值观:利用探究性学习活动,培养学生探究、分析、解决问题的能力。
三、教学重点分析重点:比热容的概念和应用以及吸放热的计算。
比热容是表示物质吸热能力的物理量,与生活实际联系紧密,生活中应用比热容的知识也较多,是中考中的重要知识点。
突破重点的思路:从生活现象入手,引导学生进行探究实验探究不同物质的吸热能力,从中体会比热容的物理意义,为建立比热容概念奠定基础。
四、教学难点分析难点:理解比热容的概念,以及利用比热容的知识解释有关现象。
突破难点的思路:比热容的概念比较抽象,概念中涉及质量、温度的变化和热量三种概念间的关系,比较难理解,所以比热容概念的理解及应用是本节难点。
为突破难点,让学生从比热容的物理意义入手,解释其含义,知道它是物质的一种属性,然后结合生活中的事例及应用加深学生的理解。
五、教法学法分析教法:五步探究教学法、实验法、推理归纳法学法:合作交流、讨论法、实验探究法、知识迁移法本节内容比较抽象,难以理解,采用五步探究教学模式符合学生认知规律,能激发学生学习兴趣。
通过学生进行具体的实验操作培养学生的科学探究精神,加深对比热容概念的理解。
利用推理归纳法逐步入深让学生理解比热容的物理意义和计算热量的方法。
初中物理常见的比热容
一、比热容的定义
比热容(Specific Heat Capacity)是衡量物质吸热或放热能力的物理量。
它是指单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量,或者温度降低1℃放出的热量。
二、比热容的符号与单位
比热容通常用符号C表示,单位是焦耳/千克·摄氏度(J/kg·℃)。
三、比热容的物理意义
比热容可以理解为物质在单位质量下改变单位温度时的吸热或放热能力。
它反映了物质吸热或放热的特性,是物质的重要物理属性之一。
四、比热容与温度的关系
物质的比热容与温度有关。
一般来说,物质的温度升高,其比热容会增大;而温度降低,其比热容会减小。
但也有例外,如水和冰在0℃以下比热容的变化情况较为特殊。
五、比热容的计算公式
比热容的计算公式为:C = Q/mΔt。
其中,Q表示热量,m表示质量,Δt表示温度变化。
使用这个公式,我们可以计算出物质的比热容。
六、比热容的实验测量
实验测量比热容是物理学中常见的实验之一。
通过测量物质在加热过程中的温度变化和吸收的热量,可以计算出物质的比热容。
实验方法包括混合法、冷却法、加热法等。
七、比热容的应用实例
比热容在生活和生产中有着广泛的应用。
例如,在空调和电暖器的设计中,需要考虑到不同物质的比热容;在农业领域,可以根据不同植物的比热容来估算其生长速度;在汽车工业中,可以通过改变发动机冷却液的比热容来提高发动机的效率。
此外,比热容还用于计算能源消耗、预测气候变化等方面。
初中物理热学公式一、比热容:定义公式:c=tm Q ∆ 1、公式中各量及其单位(1)Q ——热量——J (2)m ——质量——kg(3)Δt ——升高的温度(末温t —初温t o )——o C (“升高到”指末温,“升高了”就是指升高的温度)(4)c ——比热容——J/(kg.o C )二、热量的计算公式:(一)Q=cm Δt (物体吸收或放出的热量与 物质的比热容 、 物体的质量 、 升高或降低的温度 都有关)【Q 吸=cm(t -t 0);Q 放=cm(t 0-t)】1.各量及其单位:(1)Q ——(吸收或放出的)热量——J (2)c ——比热容——J/(kg.O C ) (3)m ——质量——kg(4)Δt ——变化温度——O CA .对于吸热来说,Δt 是指升高的温度,Δt=t —t 0;对于放热来说,Δt 是指降低的温度,Δt=t 0—tB.“升高多少℃”“ 升高了多少℃” “降低多少℃”“ 降低了多少℃”是指Δt ;“升高到多少℃”“降低到多少℃”是指末温t2.各量的关系:(1)在Q 和c 一定时,Δt 与m 成 反 比(2)在Q 和m 一定时,Δt 与C 成 反 比;(3)在Q 和Δt 一定时,m 与c 成 反 比;(4)在c 和m 一定时,Q 与Δt 成 正 比;(5) 在c 和Δt 一定时,Q 与m 成 正 比;(6) 在m 和Δt 一定时,Q 与c 成 正 比。
(二)、变形公式:(1)Δt=cm Q (求变化温度) (2)m=t c Q ∆(求质量) (3)c=tm Q ∆(求比热) 三、燃料燃烧放热公式: 1、固体、液体燃料:Q 放=qm(1)各量及其单位:Q 放——燃料燃烧放出的热量——J q ——热值——J/kg m ——质量——kg(2)各量的关系:在q 一定时,Q 放与m 成正比;在m 一定时,Q 放与q 成正比;在Q 放一定时,m 与q 成反比(3)变形式:q=mQ 放(已知质量和放热,求热值);q Q 放=m (已知热值和放热,求质量) 2、气体燃料:Q 放=qv(1)各量及其单位:Q 放——燃料燃烧放出的热量——J q ——热值——J/m 3 V ——体积——m 3(2)各量的关系:在q 一定时,Q 放与V 成正比;在V 一定时,Q 放与q 成正比;在Q 放一定时,V 与q 成反比(3)变形式:q=VQ 放(已知体积和放热,求热值);q Q 放=V (已知热值和放热,求体积) 四、效率问题效率——有用能量与总能量之比(一)、锅炉的效率1、定义:锅炉热效率是指有效利用的那部分(被加热物质吸收)的热量与燃料完全燃烧所释放的热量之比。
比热容、热量计算一、本周知识概述物体吸收的热量不但与物体的质量、物体温度升高的多少有关,还与物质的种类有关。
夏天,在同样的阳光照射下,为什么水泥路面比路旁的草地要热?沙漠地区为什么会出现“早穿棉袄午披纱”的奇特景象?为什么暖气设备、汽车发动机中都要用水作循环剂呢?关键就在于要理解一个物理量即本周即将学习的比热容。
二、重难点知识精讲(一)比热容1、比热容:单位质量的某种物质,温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量叫这种物质的比热容,其单位是J/(kg·℃)。
(1)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量。
(2)比热容是物质的特性,每种物质都有自己的比热容,跟物质吸热或放热的多少无关,跟质量和温度无关。
(3)不同的物质比热容不同,同种物体的状态不同,比热容也不同。
2、有关比热容的应用(1)利用“不同的物质在质量和吸收的热量相同时,比热容小的物质升温快,比热容大的物质升温慢”解释自然现象。
(2)利用比热容特性,选择合适的应用材料。
3、热量的计算:物质吸热或放热的多少跟物质的比热容、质量和温度变化有关。
(1)计算热量的公式:Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)。
(2)通式:Q=cm△t(△t是变化的温度,即物体吸热时表示升高的温度,物体放出热量时表示降低的温度。
)(3)符号的意义及单位:Q(热量)—焦(J)c(比热容)—J/(kg·℃)m(质量)—千克(kg)t0,t(初温、末温)—摄氏度(℃)(4)热平衡方程:Q吸=Q放(在没有热损失时适用)4、热岛效应:燃料燃烧产生的内能大部分成为环境的热源;热机、电器等向环境散发热量,从而使城市的温度升高,这就是热岛效应。
例1、(南京,2001)给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图中a图线所示。
若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是()A.a B.b C.c D.d精析:本题是用温度—时间图像形象地表述了物体的吸热规律,对于这类题我们可以取定值进行比较得出结果。
学科教师辅导教案组长审核:年级:九年级班级名称:全日制班辅导科目:物理班级学生总数:学科教师:教学进度:第次课授课主题比热容教学目的1、掌握比热容的知识及应用。
2、学会理论联系实际的能力,将生活中的热现象与物理知识相结合。
教学重难点教学重点:比热容的计算教学难点:比热容的理解与运用授课日期及时段2018年12月25日 8:00-10:00教学内容一、入门测(包含作业处理)1、(★ 2017 年十九中月考题, 3 分)物体内大量分子做无规则运动的激烈程度跟_______有关,当物体的温度升高时,它的内能_______;温度降低时,内能_______。
2、(★★ 2016 年四中月考题, 6 分)当物体对外做功时,它的内能_______,温度_______;当外界对物体做功时,物体的内能_______,温度_______.给自行车打气,筒壁会发热,这是压缩筒内的空气_______,使空气的_______增加,温度升高的缘故。
3、(★★ 2017 年四中月考题, 5 分)1千克的水温度升高1℃,吸收的热量是______;降低1℃,放出的热量是______。
4、(★ 2015 年十九中月考题, 1 分)散热设备中常常用水来做冷却剂,是因为。
5、(★ 2016 年十九中月考题,2 分)将一瓶煤油倒掉一半,则留下的一半()A、密度不变,比热容和热值都变为原来的一半B、质量、比热容、热值都变为原来的一半C、比热容和热值不变,密度变为原来的一半D、比热容、密度和热值都不变二、新课讲解(一)课程导入1.炒花生、栗子等干果常常用干净的沙子来炒制2.工厂里的冷却塔大多用水作为冷却介质3.小故事C.初温低的吸收热量多 D.甲、乙吸收热量一样多考点三:比热容简单计算一)例题解析1、(★★)(2007年河南中考,第5题,2分)我省许多城市都修建了人工湖,这是利用了水的比热容较___________的性质来调节气候。
若一人工湖湖水的质量为1×107kg,水温升高2℃,则湖水吸收的热量是_______________J 。
[水的比热容为4.2 x 103J/(kg·℃)]二)相关知识点讲解、方法总结计算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)三)巩固练习1、(★ 2016 年河南中考, 9 题, 2 分)将一瓶质量为0.5kg,温度为25的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过的方式改变了水的内能。
(水的比热容c=4.2x 103J/(kg))2、(★ 2017 年五三模拟题, 3 题, 2分)在标准大气压下,1kg20℃的水吸收了2.9×105的热量后,其温度为()A、80℃B、90℃C、100℃D、110℃3、(★ 2017 年五三模拟题, 8 题, 2 分)质量均为2kg的铜块和铅块,如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为_______;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了________J的热。
(C铜=3.9×102J/(kg·℃),C铅=1.3×102J/(kg·℃))4、(★★2015 年四中第二次月考, 5 题, 3 分)氢气的热值为 1.4×108J/kg,其物理意义是。
氢气的热值比煤和石油要高出许多,且燃烧后的产物是水蒸气,排放到大气中不会造成污染。
10kg氢气完全燃烧放出的热量是 J,若这些热量的50%被水吸收,能使 kg的水温升高50℃。
已知c水=4.2×103J/(kg·℃)考点四:热平衡一)例题解析1、(★四中第一次月考)有两个温度和质量都相同的金属球甲和乙,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了△t,把甲球取出,再把乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了△t,则两球比热容的大小关系是()A、c乙>c甲 B.c乙<c甲C.无法判断 D.c乙=c甲二)相关知识点讲解、方法总结热平衡:在热传递过程中,热量总是从高温物体传到低温物体,直到两物体温度相同时为止,即达到热平衡,在此过程中若没有(或忽略)内能损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即:Q吸=Q放。
故:热平衡方程:不计热损失Q吸=Q放三)巩固练习1、(★★ 2017 年河南中考题改编, 2 分)把质量为4kg的冷水和质量为3kg、温度为80℃的热水相混合后的温度为40℃,若不计热量损失,求冷水的温度是多少?[c=4.2×10J/(kg·℃)]2、保温瓶中原有700C的温水1kg,现又倒入沸水2kg,若不计热量损失,求:温水与沸水混合后,水的温度最终变为多少0C?(提示:热平衡问题;c水=4.2×103J/(kg·℃)在一个标准大气压下)考点五:实验探究一)例题解析(★ 2016 年,河南中考题, 6 分)为比较两种液体的吸热能力,小军用图12中两个相同的装置做实验,实验器材还有天平和钟表。
收集的实验数据记录如下表。
(1)某时刻温度计的示数如图13所示,此温度值是℃。
(2)实验中,用间接反映液体吸收热量的多少。
(3)通过分析表中数据可知,(选填“液体l”或“液体2”)的吸热能力较强。
物理上用这个物理量来描述物质的吸热能力。
三)巩固练习1、(★★ 2017 年五三模拟题, 8 分)为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,实验室中准备了以下仪器:两个规格相同的电加热器,两个相同的酒精灯,两个相同的烧杯,两支温度计,手表,铁架台,火柴,适量的水和煤油.(1)为了完成实验,还需要的仪器有。
(2)为了准确地控制物体吸热的多少,在上述提供的热源中,选较合理.(3)某小组实验中记录了实验数据(见下表),分析第1、2次或第3、4次实验数据可看出;同种物质升高相同温度时,吸收的热量与物质的有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据可看出:质量相同的水和煤油升高相同的温度,吸收的热量与物质的有关.物质次数质量升高的温度加热的时间水第1次0.1 10 2第2次0.2 10 4煤油第3次0.1 10 1第4次0.2 10 22、如图所示,在两个烧杯中分别盛以质量相等的水和煤油,再用同样的电热器加热,测出它们的温度升高相同时所需的通电时间,并填入下表.液体质量(克)初温末温升高相等的温度值通电时间(分)物理量物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最终温度/℃液体1 50 20 5 45液体2 50 20 5 68水200 15 35 20 8煤油200 15 35 20 4(1)上述实验结果表明,物体吸收热量的多少不仅跟有关,为表示不同物质的吸热本领不同引入的概念.(2)以上比较两者吸热本领时,控制初温相同、质量相同和相同,观察的不同;我们也可以采用控制初温相同、质量相同和相同,观察的方法来比较。
3、(★★)(十九中第一次月考卷)有甲、乙两种不同品牌的保温杯,为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,明确了具体的探究问题,选择了适当的器材,在控制变量的前提下,在室内进行了实验,得到了一段时间内,甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据,根据数据绘制的图像如图所示。
请你根据图像所提供的信息回答以下问题:(1)小明探究的问题的自变量是_____ 。
(选填选项前的字母)A.保温杯的品牌B.水冷却的时间C.水的温度(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果:。
(选填选项前的字母)A.甲保温杯的保温效果好B.乙保温杯的保温效果好C.甲、乙两种保温杯的保温效果一样好(3)请估计实验过程中第5小时的室温: .考点六:综合计算一)例题解析(★ 2017 年五三模拟题, 3 分)质量为0.5kg的铝壶中有4kg水,它们的温度从25℃升高到100℃时,要吸收多少热量?如果用天然气来加热,需完全燃烧多少天然气?(q气=4.4×103J/kg;C铝=0.88×103J/(kg·℃))二)巩固练习1、(★★ 2016 年四中月考题, 3 分)酒精的热值为3×10J/kg,完全燃烧280g的酒精可放出多少热量?若这些热量全部用来给80kg、40℃的水加热,不计热量损失,将这些水的温度上升为多少?2、(★★ 2016 年十九中月考题, 5 分)小刚安装了一台太阳能热水器,水箱容积是200L,小刚进行了一次观察活动:星期天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃请你求解下列问题:(1)水箱中水的质量;(C水=4.2×10J/(kg·℃)、q煤=4.2×10J/kg)(2)水吸收的热量;(3)如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,求至少需要燃烧多少煤气?(4)请你简述太阳能热水器的优点。
四、出门测1、(★★ 2016 年十九中月考题,2 分)甲、乙两物体升高的温度之比为3:10,质量之比为2:3,吸收的热量之比为2:5,则它们的比热容之比为 。
2、(★★ 2015 年十九中月考题, 2 分)用两个相同的加热器,分别对质量相等的甲、乙两种液体加热,其温度随时间变化的图线如图所示,由图线可以看出( )A. 甲的比热容比乙大B. 甲和乙的比热容相同C. 甲的比热容比乙小D. 开始加热时,甲和乙比热容为零三、本节综合练习1、(★ 2017 年五三模拟题, 2 分)小轿车箱中的汽油用去了一般,则剩下的汽油( )B .比热容和热量值均变为原来的一般 B .比热容变为原来的一般C .热值变为原来的一般,比热容不变D .比热容和热值均不变2、(★ 2015 年湖北宜昌中学物理毕业测试题, 2 分)甲、乙两种物体质量相同而比热容不同,当他们升高相同温度时,则( )A .比热容小的吸收热量多B .比热容大的吸收热量多C .初温低的吸收热量多D .甲、乙吸收热量一样多3、(★★ 2015 年山东济宁中考, 7 题, 2 分)小夏在探究“物质的放热能力与哪些 因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实 验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。
实验中,水 和另种液体在相同时间内放出的热量相等。
分析图象可以得 出:_____物质为水,另一种液体的比热容为_____ J/(kg ·℃)。
4、(★★2014年四中第一次月考题, 2 分)氢气的热值为1.4×108J/kg ,其物理意义是 。
氢气的热值比煤和石油要高出许多,且燃烧后的产物是水蒸气,排放到大气中不会造成污染。
10kg 氢气完全燃烧放出的热量是 J,若这些热量的50%被水吸收,能使 kg 的水温升高50℃。