探究物质的比热容-课件

HK版 九年级上
第十三章 内能与热机
第二节 科学探究：物质的比热容
一、探究物质的吸、放热规律 1．探究方法
(1)控制变量法：控制物质的__质__量____和__初__温____相同； (2)转换法：通过_加__热___时__间__来反映物质吸收热量的多少。 2．实验结论：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收 的热量__相__同____；相同质量的不同种物质，升高相同的温 度，吸收的热量__不__同____。
专题技能训练
13．【中考·荆州】在探究“物质熔化规律”的实验中，小芳 将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中，并 放在同一个装有水的大烧杯中进行加热，如图甲所示。 根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像，如图丙所 示。请回答下列问题：
专题技能训练
A
B
C
D
专题技能训练
11．如图所示，是甲、乙两种物质的熔化图像。由图像可知 ______物质是晶体，它的熔点是________℃，熔化过程 经 历 了 ________min ， 在 第 2 min 时 ， 它 的 状 态 是 ________。
专题技能训练
【点拨】熔点相同可能是一种物质，由图可知，乙、丙熔点 相同，可能是同种物质；这两块晶体中，丙开始熔化的时间 比乙晚，所以丙的质量较大。 【答案】乙、丙；丙
专题技能训练
(4)当冰全部熔化后，继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一 段时间，发现试管中的水始终不会沸腾，其原因可能是 _试__管__中__的__水__达__到__沸__点__后__不__能__继__续__吸__热____。
4．与比热容有关的热量计算：Q＝__c_m_Δ__t __，式中Δt表示温 度的变化量。 吸热公式：Q吸＝cm(t2－t1)，放热公式：Q放＝cm(t1－t2)， t2表示末温，t1表示初温。

凉快 热
夏 天 ， 白 天 在 游 泳 池
请观察课文31页图12-10，在同一天，同一纬度的某一 沿海地区和某沙漠地区昼夜气温变化情况。
一、提出问题
为什么海水和沙子在同一时刻的 温度不一样？
12.3 研究物质的比热容
二、作出猜想
可能是沙子吸热升温或放热降温 都比水快的缘故。
三、设计实验
1、如何使水和沙子温度升高？
生活·物理·社会
1、为什么沿海地区比内陆地 区温差小？
热量的计算
1.已知铝的比热容是0.88×103J/(kg · ℃ )试 计算：把质量为2kg，温度为30℃的铝块 加热到100℃,铝块吸收的热量是多少？
解：Q壶吸=c铝m铝Δ t =0.88×103 J/(kg. ℃) × 2kg ×(100-30) ℃ =1.232× 105J 答：铝块吸收的热量是1.232× 105J.
2、如果改变加热方式会不会影响实验效果?
信息快递
如果加热方法完全相同，就可以认为 单位时间内物质吸收的热量相同 3、如何比较水和沙子哪个升温更快？可以 有几种比较方法？
3、你打算用哪种方法验证猜想？ 方法一： 在加热时间（吸收热量） 相同的情况下，观察物体升高的温 度是否相同。 方法二： 观察物体升高相同的温度 所需要的时间（吸收热量）是否相 同。
2 、烧杯中装有酒精，现用去一半， 则剩余酒精的下列物理量中，发生改 变的是（ A ）
A.质量 C.比热容 B.密度 D.沸点
3 、新疆民谣“早穿皮袄午穿纱，围 着火炉吃西瓜。” 反映了当地昼夜的 温差较大 （大/小），从比热容角度 砂石的比热容较小 来看，这是由于 。
4、小明从表中提供的信息中，得出以下 几个结论，其中错误的是（ B ）

学· 网 科·
质 温度升高10℃ 温度升高20℃ 量 所需的时间 所需的时间 沙 0.5
1.5min
3min
实验说明了: 质量相同的同一物质,升高的温 度越高,吸收的热量越多
为了探究物体温度升高吸收的热量与那些因素有 关? 将一定质量的沙子和水分别放在相同烧杯 中,用相同酒精灯加热,并用搅棒不断的搅拌,观察 沙子和水升高20℃所需的时间.
铜块的质量与铅块质量之比是2∶1，如果它 们升高的温度之比是2∶3，则它们吸收的热 量之比是（ ） A．1∶4 C．4∶9 B．4∶1 D．9∶1
在标准大气压下，1kg20OC的水吸收了 3.78×105J的热量后，其温度为( ) A． 80OC B ． 90OC C． 100OC D． 110OC
对于比热容的理解,下列说法中正确的是(
)
A比热容的大小同热量的多少有关,某种物质 吸收或放出的热量越多,比热容越大 B比热容的大小同温度的变化有关,某种物质 温度变化越大,比热容越小 C同温度,同质量的不同物体,比热容大的含的 热量多 D比热容的大小同热量的多少、温度的变化、 等无关
质量和温度都相等的水和煤油,吸收相同的热量 后( ) A水的温度和煤油的温度一样
学· 网 科·
第十二章 机械能和内能
三
物质的比热容
学· 网 科·
为了探究物体温度升高吸收的热量与那些因 素有关? 我们分别把一壶水和半壶水烧开, 那个需要的时间长?
学· 网 科·
现象说明了: 同一物质,升高的相同的温度,质 量大的吸收的热量多
为了探究物体温度升高吸收的热量与那些因素有 关? 将一定质量的沙子放在烧杯中,用酒精灯 加热,并用搅棒不断的搅拌,观察沙子升高10℃和 20℃所需的时间.

解： 钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
Q放 = cm(t0-t1) =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃) =6.21×104 J
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
4．将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁 <c 铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们
关于比热容
1、物质的比热容跟密度相似,也是物质的特 性之一.
2、对某种确定的物质来讲,比热容是一个确 定的数值，跟物体质量,温度改变的多少，物 体的形状、体积、位置等无关。
它仅与物质的种类和状态有关。
3、可以用比热容来鉴别物质的种类。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
一、比热容
关于比热容，下面几种认识对不对？ A．1 kg沙石，温度升高1 ℃，大概要吸收920 J的热量 B．液体的比热容都比固体大 C．同一种物质，比热容是相同的 D．比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
一、比热容
1、定义：单位质量的某种物质温度升高(降 低）1℃所吸收（放出）的热量，叫做这种物 质的比热容。
2、比热容用符号c 表示，它的单位是焦每千 克摄氏度，符号是J/(kg ·℃)。
3、比热容是物质的特性之一，它仅与物质的 种类和状态有关。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
第十二章 机械能和内能
三、物质的比热容
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
来自大自然的疑问
同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一 样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉 了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习

有关。
课堂探究
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
典例分析
例1 如图所示，教材中为了引入比热容这个物理量，在“比较水于煤油吸热的情 况”实验时，需要控制某些变量，下列做法中A正B确C 的是（ ） A．取相同 的水和煤油 B．取相同的烧杯盛放水和煤油 C．使烧杯中的水和煤油升高的温度相同 D．用相同的加热器给水和煤油加热相同的时间
度 t2：物体末温 度
课堂探究
几种物质的比热容[J/（kg·℃）]
水
4.2×103
洒精
2.4×103
煤油
2.1×103
冰
2.1×103
蓖麻油 1.8×103
砂石
0.92×103
铝 干泥土 铁、钢 铜 水银 铅
0.88×103 0.84×103 0.46×103 0.39×103
0.14×103 0.13×103
m 指质量， 单位是kg； C 指比热容，单位是J/(kg. ℃) ; Δt 指温度改变量，单位是℃
②关于温度的修饰词： 降低 降低了 升高 升高了指温度的改变量； 降低到 升高到指末温
典例分析
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
解析：A、实验中，取相同质量的水和煤油，符合控制变量法的要求；故A正确； B、实验中，盛放水和煤油的容器也会影响其吸热与升温的情况，故应使容器保持相同，故 B正确； C、实验中，通过比较水和煤油在质量相等、升高相同的温度时吸收热量的多少来比较水和 煤油的吸热情况，故应使水和煤油升高相同的温度，故C正确； D、实验中，通过比较水和煤油在质量相等、升高相同的温度时吸收热量的多少来比较水和 煤油的吸热情况，需使用相同的加热器而不能让水和煤油加热相同的时间，故D错误． 故选ABC．

②一定质量的水降低一定温度能放出的热量比较多。 ③夏天，太阳照到海面上，海水在升温过程中吸收大量的热，
所以不觉得热；冬天，海水由于外界温度太低而要放出大 量的热，使气温不至于降得太低，所以不觉得冷。 ④沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石 的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、 泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥 土又会降得较多。
0.46×103 0.39×103 0.14×103 0.13×103
知2－练
1 煤油的比热容是2.1×103J/(kg·℃)，表示的物 理意义是_1_k__g_的__煤__油__在__温__度__升__高__或__降__低__1_℃__时__ __所__吸__收__或__放__出__的__热__量__是__2_.1_×__1_0_3__J_，将一杯 煤油倒掉一半后，它的密度__不__变____，它的质 量_变__小_____，它的比热容__不__变____。 (后三空均填“变大”“不变”或“变小”)
知1－导
问题
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg ·℃)，你能根 据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃ 升高到70 ℃，需要吸收的热量吗？
吸收的热量 =4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) =8.4×104 J
归纳
知1－导
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度 Q吸= cm(t1-t0) 吸收的热量=比热容×质量×升高的温度 Q放= cm(t0-t1)
CHU ZHONG WU LI JIAO XUE KE JIAN PPT
CONTENTS
1 课堂讲解 •比热容
•水的比热容大
2 课时流程
逐点 导讲练

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物理
2．讨论 4：阅读课本 P13 的“想想议议”，归纳总结在日常 生活中，哪些地方利用了水的比热容大这一属性？ 北方楼房取暖用的“暖气”，就是用水作介质；发电机等机 器在工作时发热，可以用循环流动的水来冷却．北方农村培 育秧苗时，总是在傍晚时向田里多灌一些水．
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物理
【例 2】下列用水的实例中，利用了“水的比热容较大”特点 的是( A ) A．初春的傍晚向秧田里灌水 B．在地面洒水可起到降温的作用 C．用水发电 D．用喷水雾的方法形成彩虹
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物理
课前自主预习
【阅读课本 P11～P13，完成以下问题】 1．一定质量的某种物质，在温度升高时 吸取的热量 与它的 质量和升高的温度乘积之比 叫做这种物质的比热容． 2．比热容的单位：J/(kg·℃) ． 3．水的比热容为 4.2×10³J/(kg·℃) ，表示：1 kg 的水温度 升高(降低) 1℃ 吸收(放出)的热量为4.2×103 J .
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第十三章 内能
第3节 比热容(第1课时：比热容的概念)
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01 学 习 目 标 02 课 前 自 主 预 习 03 课 堂 合 作 探 究 04 课 堂 检 测
物理
学习目标
1．了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性．(重点) 2．会使用比热容表， 尝试用比热容解释简单的自然现象．(重 点) 3．通过探究，比较不同物质的吸热能力．(重难点) 4．利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题 的能力．
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物理
课堂合作探究
实验突破 比较不同物质的吸热能力
1．讨论 1：同学们在生活中一定烧过水，一壶水容易烧开还
是半壶水容易烧开？将一壶水烧开与烧热，哪个需要时间长？

第十三章 内能与热机
第二节 科学探究：物质的比热容
学习目标
（1）知道比热容的概念，符号及单位； （2）了解比热容是反映物质物理属性的物理量。 （3）会用比热容的知识分析、判断自然界的有关问题。 （4）会用公示Q=CmΔt进行关于物质吸热，放热的简单计算。
一、内能跟温度的关系？
温度高 、内能大 同一物体＿＿＿＿＿＿
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
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
二、改变内能的两种方式
热传递 做功
等效 的 热传递和做功改变物体内能是＿＿＿＿
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。
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？
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________
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
。
探究活动

比热容的符号：Ｃ，国际单位
J（ / kg ℃）或J kg ℃
1
1
3、水的比热容 4.2×103J/(kg ·℃) 物理意义是什么？
1kg的水温度升高1℃要吸收4.2×103J的热量
或1kg的水温度降低1℃要放出4.2×103J的热量
（3）“同种物质升高相同的温度，质量大的 物体吸收的热量多”
阅读课本P32后回答： 2、（1）图b中两个物体的材料、种类是否相同？ （2）图b中两个物体相同的物理量是哪些？ （3）由图b可以得出的猜想是什么？
答:（1）两个物体的材料、种类不同。 （2）质量m相同、升高的温度Δt相同。
（3）质量m、升高的温度Δt都相同的物体吸收 的热量Q与物质的种类有关
不同的物质吸热本领不同，相同物质吸热 本领相同，这一特性叫做比热容
1、比热容的定义 2、比热容的符号表示、比热容的国际单 位。 3J/(kg · 4.2 × 10 ℃) 3、水的比热容 物理意义是什么？ 4、解释“用水冷却发动机”和“沙漠沿 海地区温差”的问题。
1、比热容的定义
单位质量的某种物质，温度升高１℃所吸收的热量 叫做这种物质的比热容． 2、比热容的符号表示、比热容的国际单位。
（4）如何探究“相同质量的不同物质，吸 收相同的热量，升高的温度是否相同”
答：用天平称量相同质量的水和煤油，用 相同的电加热器加热相同的时间，比较 升高的温度。
实验结论：
1、相同质量的同种物质，吸收相同的热量，升高的温 度是 相同的 。 2、相同质量的不同物质，吸收相同的热量，升高的温 度是 不同的 。
（1）实验采用同？ 答：使用相同的电加热器（或酒精灯）， 加热相同的时间。
（3）如何验证“同种物质升高相同的温 度，质量大的物体吸收的热量多”？ 答：用天平称量两份相同质量的水（或煤 油），用相同的电加热器加热，使它们 升高相同的温度，比较加热时间长短。

实验记录： 若升高相同的温度时，谁吸收的热量多呢？
物 质质
水
相
煤 油相
量 升高温度 同相同 同相同
加热时间 长 短
吸热情况 多 少
结论：质量相等的水和煤油升高相同的温度时，水吸收的热量 比煤油多。
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？
比热容的概念
解：设混合后的水温为t 根据 Q放= Q吸 和 Ｑ=Cｍ△t得： Cｍ1（t01-t）= Cｍ2（t-t02） ｍ1（t01-t）= ｍ2（t-t02）
0.1kg ×（85 ℃ -t）= 0.2kg ×（t-5 ℃ ） 解得:t=31.7℃ 答:略
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
热量计算
热平衡方程： Q放= Q吸
没有热量损失时，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１：将质量为4kg的水从20℃加热到８0℃需要吸 收多少热量？ 已知：C水=4.2×103J/（kg·℃）
t。= 20℃ t= 80℃ m= 4kg
求：Q吸
解：Ｑ吸=Cｍ（t-t。） = 4.2×103J /（kg·℃）×4kg×(80 ℃- 20℃) =1.008×106J
答:略
例２：某同学将一杯质量是200ｇ、温度是5℃的冷 水倒入一杯质量是100ｇ、温度是85 ℃的热水中， 混合后的水温度最高是多少？（若没有热量损失）
已知:ｍ1=100g, t01= 85℃,m2= 200ｇ, t02= 5 ℃ 求:混合后的水温t

本课小结
1.了解比热容的概念 2.比热容是物质的一种物理属性 3,查比热表,了解常见物质的比热, 熟记水的比热. 4.学会用比热解释简单的自然现象
作业：
训练与计划第四节 的STEP1和STEP2
课堂作业
3.沿海地区昼夜气温变化不大,而内陆地区昼夜气温变 化较大,形成这种现象的主要原因是( C ) A.水的密度小,沙的密度大 B.水吸收的太阳能少,沙吸收的太阳能多 C.水的比热大,沙的比热小 D.水传热慢,沙传热快 4.下列现象中,不属与利用水的比热这个特性的是( B ) A.供暖系统用循环热水来供给暖气 B.炎热的夏天在地上撒水纳凉 C.用水作为发动机的冷却液 D.冬天在地窖中放一桶水,可防止储存的蔬菜冻坏
质量相等的沙(煤油)和水升高相同温 短 长/ 度时，沙(煤油)比水需要的时间____( 短)；由此可知，升高相同温度时沙(煤 少____ (多/少). 油)比水吸收的热量
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 不同。
比热（容）
（降低） 概念：单位质量的某种物质，温度升高 （放出） 1℃所吸收 的热量叫做这种物质的 比热容。
沙子很烫 水很凉 沙子变凉了 水很暖和
中午 傍晚
同一时刻，为什么水和沙子的温度不一样？
猜 想
• 可能是沙子吸热升温或放热 降温都比水( 快 )的缘故.
观察沙(煤油)和水两者升高相同温度时， 实 [设计思路]： 所需时间是否相同 验
(为了实验操作的安全性和方便性,我们就用煤油代替沙子)
如图，加热一定质量的煤油，观察煤油的温 步骤一： 度升高10℃和20 ℃的时间，将数据填入表格。 如图，加热相同质量的水，观察水的温度 步骤二： 升高10 ℃和20 ℃的时间，将数据填入表 格。 质量 / kg 煤油 水 温度升高10 ℃所需时间/s 温度升高20 ℃所需时间 /s

实验结论：
质量相等的不同物质吸收相等的热量，升高的温度不同。
讨论
如果要使这些水升高的温度和油一样多，怎么办？ 要使水和油升高相同的温度，水的加热时间长。 相同质量的油和水升高相同温度时，油比水吸收的热量少。
总结：
质量相等的不同物质升高相同的温度，所 需吸收 的热量是不相同的。
吸热时升温快的物质放热时降温也快。 问题：
答：这是因水库区里的 水的比热容大，夏天不容易 升温，冬天也不容易降温， 所以温度变化小。
课堂小结
1. 探究了物体吸热升温的快慢和物质的种类有关。 2.学习了一个新的物理量比热容：C 知道比热容是物质的一种属性 比热容越大，不容易升温，也不容易降温
3.应用了物理研究方法：控制变量法和转换法 4.重温了物理的探究过程:提出问题,猜想和假设,设计进行实 验,收集证据,得出结论.
砂石
0.92×103
从上表中你可知道哪些信息？
1、水的比热容较大. 2、同种物质在不同状态时比热容不同。 3、比热容大的，吸热升温慢，放热降温也慢。
铝 干泥土 铁.钢
铜 水银
0.88×103 0.84×103 0.46×103 0.39×103 0.14×103
水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）它表示什 么物理意义？
我们知道水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）
它表示一千克的水每升高(降低) 1℃,吸收(放出)热量4.2×103J 如果是5千克的水要温度升高1℃,要吸收多少 热量? 再升高10℃它又吸收多少 热量？用公式如何表达呢？
Q吸 cm(t 2 t1)
如果是放出热量呢？公式应该如何写？
Q放 cm(t1 t 2)
例题1：在20℃的室温下，烧开一壶5kg的 水，大约吸收多少热量？水的内能增加了多 少？