第十三章 内能
学习新知
检测反馈
第
3
节 比热容
九年级物理上 新课标
[
人
]
问题思考
炎热夏天的傍晚，有两个小朋友在海边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉快，你认为谁的意见对？
学 习 新 知
问题思考
我们知道做机械运动的物体具有机械能
,
比如飞在空中的足球
,
由于有高度
,
具有重力势能
;
由于飞行
,
还具有动能
.
那么热现象发生的过程中
,
是否也有相应的能量变化
.
我们已经知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的
,
那么热运动的能量与大量分子的无规律运动有什么关系呢
?
经 验：
1.
以烧水为例，你猜想物体吸收热量的多少可能与什么因素有关系？
水吸收热量的多少可能与哪些因素有关
?
思 考
物质的质量
升高的温度多少
设问
:
物体吸收热量的多少除了与
物体的质量
、
物体升高的温度
有关外
,
还与什么因素有关
?
猜想
:
启发
:
(1)
同
种物质
,
当它们质量相同、让它们升高相同的温度时，它们吸收的热量
______
。
相等
(2)
不同
种物质
,
当它们质量相同、让它们升高相同的温度时，它们吸收的热量
_____?
？
物质的种类会影响吸收热量的多少。
设计实验思路
:
(1)
要研究这个问题
,
必须保持
____
和
_________
相同
._______
不同
.
(2)
取两个
______
的烧杯盛放
质量相同
的两种液体
(
水和食用油
),
用
_____
的两个电热器给它们加热使它们
升高相同的温度
,
看它们
所用的时间的长短
.
研究的问题
:
不同
物质
,
当它们
质量相同
、让它们
升高相同的温度
时，它们
吸收的热量
是否相等
?
质量
升高的温度
物质
相同
相同
酒精灯
~220V
选用哪个装置作为热源
水
食用油
实验
:
实验记录表格（
m=100g
）
时间
(min)
０
0.5
1
1.5
2
水的温度
/
℃
２
0
食用油的温度
/
℃
２
0
食用油
实验表明：
质量相同的
水
和
食用油
、
吸收相同的热量
，
升高的温度高；
质量相等的不同物质吸收相等的热量，升高的温度不同。
实验现象：
停止对食用油加热，继续对水加热，直到等于食用油的末温。
实验说明：
质量相等
的不同物质升高
相同的温度
，所吸收的热量是
不相同
的。
质量相等的水和食用油
升高相同的温度
，
吸收的热量多．
吸热能力强．
水
水
小结：
物体吸收的热量不仅与物体的
质量
、物体
温度
的变化有关，还与
物质的种类
有关。
问题：
如何科学地比较不同物质的这种特性呢？
比热容的概念
：
用
单位质量
的物质，温度
升高
1℃
；
所
吸收的热量
来描述物质
吸收
热量
的能力。
比热容的符号
：用 “
C
”
表示
比热容的公式：
一、比热容的概念
单位
：
Ｊ
／
(kg· ℃)
二、比热容的单位、物理意义
=
,
物理含义
.
4.2
×
10
3
Ｊ／
(kg· °C)
表示
1kg
的水温度
升高
1
℃
,
所
吸收
的热量为
4.2 ×10
3
Ｊ
。
表示
1Kg
的水温度
降低
1
℃
,
所
放出
的热量为
4.2 ×10
3
Ｊ
。
1.
如下图，杯中的水倒掉一半后，
比热容是否发生变化？
答：
不变
倒掉一半
扩展延伸
2.
如图，给杯中的水加热后，比热容是否发生变化？
答：不变
3.
如图，杯中的水变成冰块，比热容是否发生变化？
答：
变化
“
水的比热容大
”
这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。
讨论
：
1.
汽车发动机为何用水来冷却？
2.
冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？
地理书上用“早穿棉袄午穿沙，围着火炉吃西瓜”来形容一些
盆地或沙漠地区昼夜温差大，请应用所学知识解释生活现象。
海陆风的形成
海洋
为何对气候具有调节作用
水的比热容最大
,
说明水的吸热能力最强
.
水的比热容约是沙石的
4
.
5
倍
,
因此白天在同样阳光照射下
,
水的温度变化比沙石小得多
.
这就是沿海气温温差较小的原因
.
夜晚水和沙石同样放热
,
但是水温比沙石温度高
,
因此晚上在岸上散步更凉爽
.
综合分析
公式：Ｑ
吸
=Cm(t - t
0
)
或Ｑ
放
=Cm(t
0
- t)
注释：
Ｑ
表示热量，
Ｃ
表示比热容，
m
表示物质的质量，
t
表示末温，
t
0
表示初温
。
三 、热量的计算
例１
质量为
1kg
的铁块，温度从
40
℃
升高到
50
℃
需要吸收多少热量。［Ｃ
铁
=0.46×10
3
Ｊ／
(kg·
℃
)]
已知
m=1kg ,
t
0
= 4
0 °C
, t =
50 °C
，
Ｃ
铁
=0.46 × 10
3
Ｊ／
(kg· °C)
求：
Ｑ
吸
=
？
解：由
Ｑ
吸
=Cm(t - t
0
)
得
Ｑ
吸
=
0.46×10
3
Ｊ／
(kg· ℃) × 1
kg
×
（
50
℃
－
40
℃
）
°
=4.6
× 10
4
Ｊ
答
:
铁块需要吸收
4
.6
× 10
4
Ｊ热量。
一、比热容
1
.
意义
:
质量相等的不同物质
,
升高或降低相同的温度时
,
吸收或放出的热量不同
.
2
.
概念
:
一定质量的某种物质
,
在温度升高时吸收的热量
,
与它的质量和升高的温度乘积之比
.
3
.
单位
:J/(kg
·
℃)
.
4
.
水的比热容大的应用解释
.
二、热量的计算
1
.
吸热公式
:
Q
吸
=cm
(
t-t
0
)
.
2
.
放热公式
:
Q
放
=cm
(
t
0
-t
)
.
1
.
把常温下装满水的玻璃杯与一个空玻璃杯同时放入冰箱冷藏室中
.
过一会儿
,
发现空玻璃杯比装满水的玻璃杯要冷得多
,
这种现象产生的主要原因是水的
(
)
A.
凝固点低
B.
凝固点高
C.
比热容大
D.
比热容小
C
解析
:
水的比热容比玻璃的大
,
质量相等的水和玻璃放出相等的热量
,
水降低的温度少
,
故选
C
.
学 习 新 知
2
.
夏天人们喜欢到海边度假
.
白天
,
海风拂面
,
带来丝丝凉意
,
夜间却不会很凉
.
而沙漠的夏天昼夜温差可达
50 ℃
.
对这种现象的解释
,
正确的是
(
)
A.
太阳照射沙漠地区的时间较长
B.
海边有风而沙漠地区可能没有
C.
海水的比热容比砂石的比热容大
D.
太阳直射沙漠地区
,
斜射海边
解析
:
沿海地区水多
,
水的比热容较大
;
沙漠地区
,
地表以砂石为主
,
砂石比热容较小
.
白天相同质量的水和砂石吸收相同的热量
,
水温度升高得少
,
砂石温度升高得多
,
所以海边升高温度较少
.
夜晚
,
放出相同的热量
,
水温度降低得少
,
砂石温度降低得多
,
所以海边降低温度较少
,
因此海边白天海风拂面
,
带来丝丝凉意
,
夜间却不会很凉
,
沙漠的昼夜温差巨大
.
故选
C
.
2
.
夏天人们喜欢到海边度假
.
白天
,
海风拂面
,
带来丝丝凉意
,
夜间却不会很凉
.
而沙漠的夏天昼夜温差可达
50 ℃
.
对这种现象的解释
,
正确的是
(
)
A.
太阳照射沙漠地区的时间较长
B.
海边有风而沙漠地区可能没有
C.
海水的比热容比砂石的比热容大
D.
太阳直射沙漠地区
,
斜射海边
C
3
.
水稻是喜温植物
,
春季育秧时
,
通常傍晚向秧田灌水
,
早晨将水放出
,
以防霜冻
.
隐含的物理知识是水的
较大
.
气温降低时
,
水能
(
填“放出”或“吸收”
)
较多的
(
填“温度”“内能”或“热量”
)
.
比热容
放出
热量
解析
:
在自然界中水的比热容是最大的
.
由于水的比热容较大而泥土的比热容较小
,
因此当气温降低时
,
与泥土相比水可放出更多的热量
,
这样可使秧苗周围的空气温度不至于降得太低
,
从而保护秧苗不被冻坏
.
4
.
两个相同的容器中分别装满了质量相同的甲、乙两种液体
,
用同一热源分别加热
,
液体温度与加热时间关系如图所示
.
(1)
如果升高相同的温度
,
甲液体吸收的热量
(
填“大于”“等于”或“小于”
)
乙液体吸收的热量
;
(2)
甲液体的比热容
(
填“大于”“等于”或“小于”
)
乙液体的比热容
;
(3)
如果在甲、乙两种液体中选择一种作为汽车的冷却液
,
你认为选择
液体更好
.
小于
小于
乙
解析
:(1)
甲、乙两液体质量相同
,
如果升高相同的温度
,
甲需要的时间较短
,
所以甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
;(2)
由图像可知
:
质量相同的甲、乙两种液体
,
用同一热源分别加热相同时间
,
吸收的热量相等
,
甲升高的温度大
,
甲液体的比热容小
;(3)
根据
Q=cm
Δ
t
,
升高相同的温度
,
比热容大的吸收热量多
,
所以比热容大的更适合做冷却液
,
因此乙液体做冷却液更好
.
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