研究物质的比热容(2)

13.2科学探究：物质的比热容（二）（第二课时）【教学目标】1加深比热的概念的理解，学会根据比热容进行热量计算。

2理解热量的计算公式。

【教学重点】理解热量的计算公式。

【教学难点】热量计算公式的应用。

【教学过程】一．复习1．什么叫做比热？比热的单位是什么？怎样读？2．水的比热是多少？它表示什么物理意义？3．比较下列物质谁的比热大：一滴水和一桶水？一枚铁针和一支铁棒？0℃的水和100℃的水？二．引入。

以水的比热为例，说明它的物理意义，使1千克的水温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量，完成下列表格。

〖精讲启发〗一、公式理解。

Q＝cmΔt1．吸热公式及理解。

（1）Q吸＝cm（t-t0）用Δt升=(t-t 0)表示升高的温度可写成Q吸＝cmΔt升式中的Q吸是吸收的热量，单位是J；c是物质的比热；m是物质的质量，单位是kg；t0初温，t是末温，单位是℃。

（2）公式的应用。

例题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．放热公式的理解。

（1）Q 放＝cm （t 0－t ） 用Δt 降=( t 0－t)表示降低的温度可写成Q 放＝cm Δt 降（2）公式的应用。

例题2质量为2kg 的沸水（100℃），温度降低了60℃，水放出了多少热量？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╳104JQ 吸2=c2m2(t-t0)＝4.2╳103J/(kg.℃) ╳3kg ╳(100℃－25℃）＝9.45╳105JQ 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。

■实验探究四探究物质的比热容★猜想与假设一、1、物体吸收或放出的热量：Q吸（放）＝C比m△t；2、比热容与物质的种类和状态有关；3、比热容是物质的一种特性。

二、有关实验及注意事项参阅实验报告册及教材内容探究物质的比热容习题（一）1.下列说法中正确的是( )A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一B.吸收热量多的物质,比热容一定大C.高温物体放出热量一定多D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度【解析】选D。

本题考查比热容的理解。

比热容是物质的一种特性,与它的质量和体积、温度等无关,故选项A是错的。

从比热容的定义可知,比较两种物质比热容,应当在质量及升高的温度相同的条件下,比较它们吸热的多少,吸热多的比热容大,反之则小,故B缺少条件,不正确。

温度高的物体不发生温度或状态变化,是不会放出或吸收热量的,故C也不正确。

由于水的比热容大,当质量相同的水、煤油吸收相同热量时,煤油升高的温度高。

【方法归纳】(1)比热容是物质的一种特性,与物质的种类有关,而与物质的质量、升高的温度、吸收热量的多少无关。

(2)物体吸收或放出的热量与物质的比热容、质量、温度的变化都有关。

2.(2013·宜昌中考)炎热的盛夏,人站在水中时感觉凉爽,而当人站在沙土上时却感到烫脚,这主要是因为水和沙具有不同的( )A.热量B.质量C.比热容D.密度【解析】选C。

本题主要考查了比热容的知识。

在自然界中,水的比热容最大,因此对气温有很好的调节作用。

相同质量的水和沙土在吸收相同的热量后,由于水的比热容远远大于沙土的比热容,所以水升温慢,沙土升温快。

故选C。

3.(2014·开封十七中月考)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图。

根据图线可知( )A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多【解析】选A。

比热容（2）--图像专题方法指导：温度--时间图像，Q--Δt图像1.图像中加热时间t实际上是反映吸收热量的多少，加热时间相同表示吸收热量相同，加热时间越长表示吸收热量越多。

2.温度--时间图像，如图甲，加热相同时间，Q 吸相同，质量相同的物体，升高的温度越大，比热容越小（越靠近温度轴的，比热容越小）3.Q 吸--Δt 图像：Δt 相同，m 相同的物体，Q 吸越大，比热容越大（Q 吸越靠近轴的，比热容越大）一．选择题1．如图所示，在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水（c 水＞c 煤油）两个容器中电阻丝的电阻相同。

闭合开关，电阻丝发热对煤油和水分别加热，下面四图中的哪一图线能反映该实验情况（C ）A ．B ．思维能力训练：两点1.公式应用：Q ＝cmΔt2.控制变量法的思维C．D．解：在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水，用相同的电阻丝给煤油和水加热，故它们吸收的热量相等，AB错误；因为煤油的比热容小于水，故吸收相同的热量时，煤油的温度上升更快，故C正确，D错误。

故选：C。

2．如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（）A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大解：AB、由图可知，加热相同时间，由于用相同的加热器加热，则物质吸收热量是相同的，a的温度升高的快，则a的比热容小，故AB错误；CD、吸收热量相同，加热的时间相同，b物质温度升高慢，则b的比热容大，故D正确，C错误。

故选：D。

3．在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（D）A．a液体比热容小B．b液体是水C．0～3min内a液体吸收的热量少D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少解：ABD、由图可知，将水和另一种液体都从15℃加热到35℃，b需要加热3min，a需要加热6min，说明b液体吸收的热量少、a液体吸收的热量多，则a的吸热能力强、比热容大，故a液体是水，故AB错误、D正确。

研究物质比热的比热容测量实验引言:物质比热是物理学中一个重要的热学参数，描述了物质在吸热或放热过程中温度变化程度。

通过研究物质的比热，可以了解物质的热传导性质、温度变化对物质性质的影响等。

本文将介绍比热容测量实验的实验准备、过程以及实验的应用和其他专业性角度。

一、实验准备：1. 实验仪器与设备：在进行比热容测量实验时，主要需要以下仪器与设备：- 加热装置：可以是恒温槽或恒温电炉，在实验中提供所需的热量；- 隔热罩：用于减少外界热量对实验的干扰；- 温度计：用于测量物体的温度，并确保测温精度；- 量热容器：通常为热容器或量热瓶，能够容纳被测物质；- 电子天平：用于准确测量被测物质的质量。

2. 实验材料：在进行比热容测量实验时，需要选择物质样品、试样的制备以及辅助材料等。

选择样品时，通常要求样品具有均匀性和纯度，以确保测量结果的准确性。

制备样品时，也需要注意样品的尺寸和形状，使之适合于实验的需求。

辅助材料主要包括绝缘材料、导热介质等，用于减少热量的损失。

二、实验过程：1. 实验目的与原理：比热容测量实验的目的是通过测量物质在吸热或放热过程中的温度变化，计算得到物质的比热容。

根据物质的比热容是单位质量物质吸收或放出的热量与温度变化的比值，可以得到以下公式：Q = mcΔT其中，Q为物质吸收或放出的热量，m为物质的质量，c为其比热容，ΔT为温度变化。

2. 实验步骤：（1）在实验开始前，先将量热容器置于隔热罩内，以减少外界热量对实验的影响。

（2）使用电子天平准确称量被测物质的质量m，并记录下来。

（3）将被测物质放入量热容器内，并将容器放入加热装置中。

（4）根据实验要求，设置加热装置的温度，然后开启加热装置，开始加热过程。

同时使用温度计监测被测物质的温度变化，记录温度随时间的变化关系。

（5）当被测物质的温度变化达到平衡状态后，记录平衡温度，然后关闭加热装置。

（6）根据实验数据，通过计算得到物质的比热容。

三、实验应用与其他专业性角度：1. 根据比热容测量实验的结果，可以比较不同物质的热传导性能。

教学方案比值反映了物质本身的特性，即密度：=根据刚才得到的四个结论：同种物质：①m相同，Δt相同，Q吸相等；②m相同，Q吸与Δt成正比；③Δt相同，Q吸与m成正比。

由以上①②③得到：同种物质，Q吸与m和Δt的乘积成正比，且比值是一定的。

不同种物质：④m相同的不同物质，Δt相同，Q吸一般不相等。

由④可以得到：不同种物质，Q吸与m和Δt的乘积的比值不同。

这两条再与上面密度的定义方法进行类比，就可以得到比热容的定义。

【ppt 16】【板书】2.比热容在数值上等于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。

用符号c表示。

3. 计算式：①吸收热量时：c=或c=记录。

明确比热容的定义、计算式、符号、单位。

②放出热量时：c=或c=4.表达式中，c的单位是焦每千克摄氏度，符号J/（kg·℃），Q吸、Q放的单位是J，m的单位是kg，t1、t2的单位是℃。

【ppt 17】【板书】例如：水的比热容为 4.2×103J/（kg·℃）它表示的物理意义：质量为 1 kg 的水，温度每升高（或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量为 4.2×103 J。

5.比热容是反映物质自身性质的物理量。

不同的物质，比热容一般不同。

【ppt 17】教师讲解：比热容是物质的一种特性，它的大小只与物质的种类和物质的状态有关。

【ppt 18】教师给出生活中常见物质的比热容（表格）从表中可以看出，水的比热容最大。

不同物质的比热容也可能是相同记录。

查看表格并听讲、回答问题。

知道不同物质、不同状态其比热容不同，知道水的比热容最大。

生物体造成严重损害。

【ppt 23、24】题1、2。

【ppt 25】进行小结。

【ppt 26】知识拓展：城市热岛与人工湖【ppt 27】布置作业。

阅读题目，给出答案听讲。

阅读、听讲并思考。

拓展延伸：知道可以通过建造人工湖来缓解城市热岛效应。

板书设计12.3 研究物质的比热容1.比热容的物理意义：反映了不同物质的吸、放热性能。

科学探究：物质的比热容一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解热量概念，知道物体吸收的热量与哪些因素有关，知道热量的单位。

（2）理解比热容的概念，知道比热容是物质的特性之一，知道比热容的单位，会查比热容表，会用公式进行计算热量。

2. 过程与方法：（1）通过猜想物体吸收的热量与哪些因素有关，运用控制变量法设计实验方案，然后进行实验，并对实验数据进行分析、比较归纳，经历比热容概念的建立过程。

（2）通过运用水的比热容较大这一特性理解一些简单现象，认识物理与生活的紧密联系。

3. 情感态度与价值观：（1）通过猜想物体吸收的热量与哪些因素有关，运用控制变量法设计实验方案，然后进行实验，并对实验数据进行分析、比较、归纳，经历比热容概念的建立过程，激发探究热情。

（2）通过比热容的运用，感受物理学与生活的联系。

二、课时安排2课时三、教学重点探究计划的制定与实验的实施，对实验结果的交流讨论。

四、教学难点热源及加热时间的控制，对实验数据的分析。

五、教学过程（一）导入新课【思考】（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？（2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？【思考】为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？根据已有的生活经验说出猜想并说出猜想的依据。

鼓励学生大胆猜想，积极发言。

（二）讲授新课1．实验探究与学生共同设计实验方案：选用实验器材、测量什么物理量、记录那些数据、怎样分析实验数据以及实验步骤。

并演示实验①提出问题：水和煤油，问：如果它们质量相同，升高相同的温度，两者吸收的热量是否相同。

由此提出怎样的研究课题，由学生总结。

②设计实验与制定计划：讨论：选择哪两种物质加热进行对比，加热液体好还是固体好；如何控制变量；测量那些物理量；用什么器材。

方案一：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

方案二：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。

实验器材：两只相同的酒精灯，相同的烧杯两只，质量相同的水和煤油，温度计两支，搅拌器两支，铁架台两个，秒表，火柴。

12.3 研究物质的比热容【预习练习】1、内能的定义___________________________________________________，2、热传递的定义________________________________________________________，3、物体在热传递过程中转移的能量叫做______________________________，4、内能与热量的区别？5、物体吸热升温可能与哪些因素有关__________________________________。

【教学过程】(一)探究无知己的吸、放热性能活动1：探究水和砂石的吸、放热性能1、提出问题：根据P31图12-10提供的实例，为什么海水和沙在同一时刻的温度不一样呢？2、猜想与假设：同一时刻沙和水温度不一样可能3、实验设计：（1）如何才能使沙和水温度升高？（2）用什么方法来比较沙和水哪个吸热升温快？理解：在加热方法相同情况下，加热时间的长短可表示。

方法：让它们升高相同的温度，比较加热时间长短；加热时间短吸热升温(快/慢）（3）实验时要注意控制哪些物理量不变？4、进行实验收集证据：物质质量/kg 升高200C所需时间/s 升高400C所需时间/s沙水5、分析与结论：质量相等的沙和水升高相同的温度时，沙比水需要的时间（长/短）。

由此可知，升高相同温时沙比水吸收的热量（多/少）。

这说明：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量（相同/不同）。

想一想：除了上述的方法外，还有别的方法来比较沙和水吸热升温快慢吗？让它们加热相同的时间，看哪个温度升高得多；温度升高得多的吸热升温(快/慢）（二）什么是比热容（1）定义：单位质量．．．．的某种物质温度．．升高（降低）10C所吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容．．．，简称比热。

（2）物质的比热容常用符号c来表示；它的单位是：焦/（千克·摄氏度），符号J/（kg·0C）。