初中物理第十章 机械能、内能及其转化三 探究——物质的比热容教案及反思

三、探究——物质的比热容

【教学课时】

2课时

【教材分析】

比热容概念是通过科学探究方式建立的，要在科学探究过程中经历制定探究计划和设计实验的过程，要重视通过交流与讨论培养学生的合作的意识，初步具有整体观点。建立了比热容的概念后，更要重视其与自然、生活和社会的联系。本节的习题大多是以比较比热容的大小、热量的计算为主。

（第一课时）

【教学目标】

1．知道什么是物质的比热容，知道比热的单位及其读法。

2．知道比热是物质的特性之一，会查物质的比热表。

3．会根据水的比热较大这一特性来解释一些有关的简单现象。

【教学重点】

理解比热的概念。

【教学难点】

根据水的比热较大这一特性来解释有关的简单现象。

【实验器材】

烧杯，电加热器，空气温度计，水，煤油等。

【教学过程】

【引入新课】

一、复习

提问：热传递的实质是什么?什么叫做热量?为什么热量的单位跟功的单位相同?

二、引入

提出问题：水吸热多少与什么因素有关?

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。

（1）水的质量。

猜想的理由：烧开一壶水比烧开半壶水加热时间长，吸热多

（2）加热后的温度

（3）升高的温度

组织讨论（2）、（3）猜想哪个更合理，说出理由：

烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多，把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多。可见，水在温度升高时吸收的热量和水的质量有关，和温度升高的度数有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。别的物质也是这样的。那么，所有的物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的热量是不是跟水一样多呢? 为了更准确的做出判断要进行实验探究。

【新课教学】

1．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：P15图10－26实验。

（一）实验探究：

（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。
（3）进行实验与收集证据：

按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表格，准确记录数据。

（4）分析与论证：

做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。

（5）评估：

交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。

实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸收的热量比煤油多。

2．比热容

换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。就是说，质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。怎样来表示各种物质的这种物质上的不同呢？-----在物理学中就用比热容来表示。

单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。比热容是物理的一种性质，它只与物质的种类有关，与物质的体积和质量等因素无关。

3．比热的单位

在国际单位制中，比热的单位是焦／（千克·摄氏度)，读作焦每千克摄氏度。符号：J/(kg·℃)

单位质量的某种物质温度降低1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等。数值上也等于它的比热容。

4．查比热表

观察比热容表，了解常见物质比热容。

学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现：

（1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同

（2）同种物质状态不同时比热容不同

（3）液体的比热容一般比固体的比热容大

5．比热容的物理意义

（1）水的比热是4.2×103 J/(kg·℃)。它表示1千克的水当温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是是4.2×103 焦。

（2）查铜、铅、铝等物质的比热，并与水的比热作比较。得出水的比热最大。

水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。

（3）为什么夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。

【小结】通过一些具体问题的讨论，使学生进一步理解比热的概念。

【作业】课本P18－1

【板书设计】

三、探究——物质的比热容（第1课时）

一、探究物质的比热容

相同物质质量不相等，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。

质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。

二、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。

三、比热的单位是焦／（千克·℃)，读作焦每千克摄氏度。符号：J/(kg·℃)（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

【引入新课】

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4.2×103J的热量，完成下列表格。

从填上表格引入热量的计算，并启发学生得出热量计算用比热×质量×升高的温度。

【新课教学】

一、公式理解

1．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：要把2kg温度地20℃的水加热到100℃，至少需供给多少热量？

解：水的比热容c＝4.2 ×103 J/ (kg ·℃), 水的初温L1＝20℃，末温L2＝100℃，2kg水吸收的热量是4.2×103 J/ (kg·℃) × 2kg ×（100℃－20℃）＝6.72 × 105 J。所以，至少需供给6.72 × 105 J的热量。

2．放热公式的理解。

（1）Q放＝cm（t0－t）

用Δt降=( t0－t)表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降

（2）公式的应用。

例题2：质量是100kg的铁锭，温度从1.3×103 ℃ 降到30℃，放出多少热量？

解：根据比热容的定义式也可以计算物体降温放出的热量，只是公式中的温度差必须改为(t1－t2)。

钢的比热容c＝0.46×103J/(kg ℃),钢锭的初温t1＝1300℃，末温t2＝30℃。

100kg钢锭放出的热量是0.46×103J/ (kg℃)×100kg×（1300℃－30℃）＝5.84×107J

【小结】

回顾目标，总结学到了什么，有哪些疑问，及时补救。

1．学生容易把t0和t混淆，所以要告诉学生记忆的方法：有标脚“0”的就可想到“一切从零开始”就表示开始的温度即初温。没有标脚的就是末温。）

2．区别“升高”、“升高了”、“升高到”和“降低”、“降低了”、“降低到”。

【作业】

课本P193、4、5。

【板书设计】

三、探究——物质的比热容（第2课时）

1．吸热公式及理解。

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．放热公式的理解。

Q放＝cm（t0－t）

用Δt降=( t0－t)表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降