第13章 内能与热机 第2节 科学探究 第2课时 比热容的计算及应用 课件+教案

第2课时 热量的计算

【教学目标】

一、知识与技能

1.能根据比热容，推导出热量的计算公式；

2.能根据热量的计算公式进行简单的计算.

二、过程与方法

1.通过利用比热容的定义，及其和质量、温度之间的关系，推导出热量的计算公式；

2.培养学生应用数学方法解物理问题的能力.

三、情感、态度与价值观

1.锻炼学生的推导能力和动手计算能力.

2.解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦.

【教学重点】根据比热容进行简单的热量计算.

【教学难点】利用比热容的定义推导热量的计算公式.

【教具准备】多媒体课件.

【教学课时】1课时

【巩固复习】教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师 我们知道比热容的单位是J/（kg·℃）,而物质吸收（或放出）的热量与物质的质量、温度和种类有关，请思考能否利用一个公式具体地说明热量、温度、质量、比热容之间的关系，怎样才能计算出物体温度改变时吸（放）热的多少？要解决这些问题，下面我们就来继续学习第二节科学探究：物质的比热容.

【预习指导】

阅读课本P42-43公式和例题，推导初末温度、质量、变化温度的表达式，并完成对应练习册中“课前预习”部分，然后，各小组内部交流讨论，提出预习疑问，组长做好记录，准备展示.

【交流展示】

1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正.

2.学生质疑，教师指导释疑.

【拓展探究】

 比热容的大小

教师引导学生讨论交流，怎样利用比热容的公式判断比热容的大小.

生1：据可知Q吸、m一定，通过比较Δt比较比热容的大小.

生2：据可知m、Δt一定，通过比较Q判断c的大小.

教师点拨总结后用多媒体展示例题讲解.

例题1通过比较Δt的大小判断c的大小

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像如图所示.由图像可以看出（    ）

A.甲的比热容比乙大

B.甲的比热容比乙小

C.甲和乙比热容相同

D.开始加热时，甲和乙的比热容为零

解析：由于两个加热器相同，当加热时间相同时，甲、乙两种液体吸收的热量相等.Q甲吸=Q乙吸，由图像可知，Δt乙＞Δt甲，又由可知当质量m、

Q吸相同时，c乙＜c甲.故选A.

答案：A

例题2通过比较Q的大小判断c的大小

为了比较水和煤油的比热容，小明在家里做了如下实验：

在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入质量相同，初温都是室温的水和煤油，在瓶口扎上气球，将它们一同浸入热水中，如图所示.

（1）观察到的现象是：________瓶口的气球膨胀得大些.

（2）要使两球膨胀的大小相同，应对________加热时间长些.（填“甲瓶”或“乙瓶”）

（3）此实验表明________比________的比热容小些.

解析：本题中用气球膨胀的大小表示煤油和水温度上升的大小，两球膨胀的大小相同，反映了煤油和水上方气球内气体的温度相同，即煤油和水升高的温度，乙瓶加热时间长一些，表明水吸收的热量多一些，即Δt油=Δt水，Q水吸＞Q油吸，而m油=m水，由可知c煤油＜c水.

答案：（1）煤油（2）乙瓶（3）煤油水

例题3将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上.经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示.则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比（    ）

A.c甲最大        B.c乙最大

C.c丙最大        D.c甲=c乙=c丙

解析：由题意可知，m甲=m乙=m丙，t0甲=t0乙=t0丙，由于冰在熔化过程中，继续加热，温度保持不变，即t甲=t乙=t丙，∴Δt甲=Δt乙=Δt丙.由图可知丙使金属块熔化的最多，甲最少，即Q丙放＞Q乙放＞Q甲放，由可知c丙＞c乙＞c甲，故选C.

答案：C

【课堂训练】

教师引导学生做对应练习册中的题目.

热量的计算

师 利用比热容的公式我们可以推导出热量的计算公式，请同学们讨论交流，写出吸热和放热公式，并说明计算中应注意什么.

生：物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm（t-t0）；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm（t0-t），Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差.

师 解题时，题目中的“升高”、“升高了”、“降低”“降低了”就是指温度的改变量Δt.在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放.

例题4某太阳能热水器的容积为100L，烈日夏天，可使一满水箱20℃的水升高50℃，求水吸收的热量.

解：Q吸=cmΔt=cρvΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1×103kg/m3×100×10-3m3×50℃=2.1×107J

例题5质量是2kg的铁锤，每次都从1m的高度落下去打击质量为4kg的铁块，共打击500次，假设重力对铁锤所做的功的50%转化为热量被铁块吸收，则铁块的温度升高了多少？【c铁=0.46×103J/（kg·℃）】

解：铁锤做的功W=nmgh=500×2kg×10N/kg×1m=1×104J

铁块吸收的热量Q=W×50%=1×104J×50%=5×103J

铁块升高的温度=2.7℃

【课堂训练】

教师引导学生做对应练习册中的题目.

【课堂小结】

教师引导学生归纳总结本节课学到了什么？

【课后作业】

1.请同学们做课本P44作业35.

2.请同学们完成对应练习册中的题目.

【课后作业答案】

3.相同铝铜

5.Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.1kg×（90℃-20℃）=2.94×104J

Q放=c铁m′（t0′-）=0.46×103J/（kg·℃）×10×10-3kg×（100℃-25℃）=4485J

1.本节课教学中，注意引导学生利用比热容公式推导出热量的计算公式，通过用多媒体展示例题讲解，帮助学生学会应用数学方法解决物理问题，能注意单位统一和解题规范.特别需要注意的是：在教师引导学生进行计算时，要提醒学生分清温度变化中的“升高了多少℃”和“升高到多少℃”的区别.

2.在教学中要做到少讲精讲多练，让学生在练习中发现问题、纠正问题，教师释疑解惑，注重课前备教案备课件，不断提高课堂效率.