物理九年级全册第3节 比热容获奖备课ppt课件

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第十三章 内能第3课 比热容
新课导入
烈日下的中午，在海边玩耍时，脚踩在沙子上有什么感觉？踩在水中有什么感觉？
在同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？
沙子很烫水里很凉
水是生命之源，生物生存离不开水。水同样在其他领域也有着广泛的应用。
暖气的热交换介质使用水，给汽车发动机降温使用水。图中，同一纬度的沿海地区和沙漠地带昼夜温差相差很大，也和水有关。
海滨温差２４℃－２８℃
沙漠温差5℃－3８℃
其主要原因就是水的吸热能力非常强大
那如何表示物质的吸热能力—
比热容
课堂讲解
01
比热容
02
热量的计算
03
水的比热容大的应用
比热容
1.烧开水时，烧开一壶水和烧开半壶水需要的热量哪个多？2. 把一壶水烧到60℃和烧到90℃，哪个需要的热量多？
水的质量越大，升高温度越高，吸收的热量也就越多。
物质吸收热量的多少与物质的质量和物质升高的温度有关。
那么除了物体的质量和物体升高的温度以外，物体吸收热量的多少还跟哪些因素有关呢？
物质的种类
比较不同物质的吸热能力
（1）怎么知道哪种物质吸收热量多？（2）要记录哪些数据？（3）要采用什么研究方法
实验准备
(1) 准备质量相同的水和油
(2) 方案设计方案一：升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少方案二：加热相同的时间，比较它们升高的温度
加热时间反映吸收热量的多少
加热时间、升高温度
控制变量法、转换法
提出问题
比较不同物质的吸热能力
实验设计
①如何确保相同时间内物质吸热相同？
②怎样获得质量相同的水和食用油？
用天平测量
③怎样测出它们的温度？
用温度计测量
④完成这次探究需要哪些实验器材？
实验器材：学生电源、规格相同的电加热器、水、食用油、烧杯、温度计、细线、停表、天平和搅拌器等。
规格相同的电加热器
实验器材
比较不同物质的吸热能力
实验步骤
a. 取一定质量的水和煤油装入两容器中，安装好实验器材;b. 记录液体加热前的温度t0;c. 给电加热器通电一段时间后断电，同时上下拉动搅拌棒，等温度稳定后记录液体的温度t;d. 分别记录两种液体所升高的温度。
比较不同物质的吸热能力
实验数据
不同的物体，当质量一定时， ①升高相同的温度,吸收的热量不等,水吸收的热量多;
②吸收相同的热量,煤油升高的温度比水的高。
由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。
30
30
10
10
2
4
40
20
4
比较不同物质的吸热能力
实验注意事项
1、研究方法：控制变量法、转换法；2、实验要选择质量和初温（非必要）都相同的两种物质，选用相同的加热装置；3、实验中用加热时间反映物质吸收热量的多少；加热相同时间，说明物质吸收热量相同；4、选用电加热器比酒精灯会好些，更好控制相同时间内吸热相同。
比较不同物质的吸热能力
实验结论
结论：相同质量的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不相同。
由此可知：相同质量的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量不同。
如何体现不同物质的吸热能力？
比热容
定义：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，叫做这种物质的比热容（c）。
单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等。
比热容的单位 ：焦耳/(千克· ℃)；符号：J /（kg·℃）
水的比热容：C水＝4.2×103 J／(kg ·℃)。物理意义：1千克的水，温度每升高1 ℃时，所吸收的热量为4.2×103 J。
公式：
（1）比热容是物质的一种特性。同种物质比热相同，不同物质的比热容一般不同。（因此可以用比热容来鉴别物质的种类）（2）比热容只与物质的种类、状态有关，与物体的质量，物体温度变化，物体吸放热的多少等其它都无关。
比热容的实质：（1）反映了物质吸热放热的本领；比热容越大，物质吸热或放热本领越强；（2）物质对冷热反应的灵敏程度；比热容越小，对冷热反应越灵敏。
常见物质的比热容
随讲随练
1.（2022·四川成都）“二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”，这是南宋大诗人陆游对成都的赞誉。漫步在成都的这段“寻香道”，观花赏水，令人心旷神怡。下列分析正确的是（ ）。A. 闻到花香是分子做无规则运动的结果；B. 溪水的温度高低取决于水流的速度；C. 阳光下湖水内能增加是通过做功的方式；D. 阳光下的石板温度升高，其比热容增大
随讲随练
【解析】A．闻到花香是由于分子在永不停息地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中，进入人的鼻子从而闻到香味，故A正确；B．由Q=cmΔt可知，溪水的温度高低与溪水的质量和吸收的热量等因素有关，与水流的速度无关，故B错误；C．阳光下湖水通过吸收太阳辐射的热量使得其内能增加，这是通过热传递的方式增加内能，故C错误；D．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度无关，故阳光下的石板温度升高，其比热容不变，故D错误。故选A。
随讲随练
1.（2022·湖南岳阳）图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。（1）两支试管里水和煤油的质量_______（选填“相同”或“不同”）；（2）相同时间内，水吸收的热量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；（3）由图乙可知，________的吸热能力更强。
随讲随练
【解析】（1）[1]根据控制变量法，比较不同物质的吸热能力试验中,用相同的加热装置，对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热。（2）[2]比较不同物质的吸热能力实验中，用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少，所以同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。（3）[3]由乙图可知，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度变化大，根据 可知水的比热容大，即水的吸热能力更强。【答案】① 相同；②等于；③水。
热量的计算
比热容的计算公式:
Q吸:吸收的热量
m:物体质量
t0:物体初温度
t1:物体末温度
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
Q吸= cm(t1-t0)
Q放= cm(t0-t1)
通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式：Q吸=____________________。
c × m ×（t - t0）
若用 Δt 表示温度变化量，则物体吸收或放出的热量为 Q=cmΔt。
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高，若热量全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。（2）热平衡方程：Q吸 = Q放（若放出的热量没有损失）。
（3）若有热量损失,且损失的热量为Q损，则有_______________
Q放=Q吸+Q损
1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt； 2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。
热量和热平衡问题的计算
1.应用公式计算热量的步骤：（1）根据题意确定吸热物体和放热物体；（2）分析已知条件，并统一单位；（3）根据物理过程，依据条件选择公式；（4）代入数据求解，并讨论结果的合理性；2.当发生热传递的两个物体达到热平衡时，高温物体放出的热量与低温物体吸收的热量间的关系是
（热平衡方程）。
归纳与小结
随讲随练
1.（2022·湖北宜昌）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
随讲随练
【解析】[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J[2]水16min吸收的热量是2.52×104J，所以水8min吸收的热量为由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知，另一种液体的比热容为
随讲随练
2.（2022·四川眉山）周末欧亮同学在家妙菜，在客厅看电视的妹妹闻到了香味，这属于分子的______现象。他在做汤菜时将2kg初温为20℃的水加热到100℃，在此过程中水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
随讲随练
【解析】[1]闻到香味说明香味分子在做无规则运动，这是扩散现象。[2]水吸收的热量【答案】①扩散；②6.72×105。
水的比热容大的应用
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化小。因此，比热容较大的物质对调节温度有很好的作用。水的比热容较大。当环境温度变化比较快的时候，水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高，有助于调节生物自身的温度，以免温度变化太快对生物造成严重的损害。
海滨24℃－32℃
沙漠5℃－42℃
一、为什么海滨城市温差变化很小而同一纬度的沙漠地区的温差变化会很大?
由于海水的比热容大，沙石比热容小，海水与沙石比较，海水吸收或放出同样的热量，升高或降低的温度较小，白天在受太阳照射条件相同时，海水的温度变化要小些，沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚放热，沿海地区温度降低也小。
二、钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？为何沿海城市这种困扰就少一些？
三、不考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？
水的比较容大，等质量的水和其他物质相比，降低同样的温度，水放出的热量比较多，取暖效果较好。
四、不考虑经济成本，谈一谈暖气用水好，还是用油好？
水的比较容大。一定质量的不同液体，温度升高相同时，水吸收的热量多，所以用水做汽车防冻液效果较好。
谈起夏日海风，你可知道，在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著，白天和夜晚的风向往往是不同的，你知道白天风是从哪里吹向哪里？夜晚呢？
白天，在太阳照射下，由于砂石的比热容小，海水比热容大，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低，海洋的气压比陆地气压高，风是从海洋吹向陆地,形成“海风”；夜晚情况正好相反，空气运动形成“陆风”。
课堂总结
视频总结
思维导图
归类练习
类型1:比热容的概念
关于比热容，下列说法中正确的是(     )。A. 物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关；B. 物体的比热容与物体的温度有关；C. 物体的比热容与跟物体的质量有关；D. 物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系
类型1:比热容的概念
【解析】比热容是物质本身的性质，反映了物质吸放热的能力，与温度质量无关，所以BC错误；比热容可以用单位质量的某种物质升高或降低1℃时吸收或放出的热量表示，A选项中没有单位质量和升降1℃条件，所以不正确。故选D。
类型2:比热容图像
用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为[c水=4.2×103J/kg·℃]( )。A.5.04×105J B.4.2×105J C.2.52×105J D.条件不足，不能计算
类型2:比热容图像
【解析】由题图可知，水温度升高60 ℃需要20 min，物质甲温度升高60 ℃需要10 min，所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：由得：所以又因为所以甲物质10 min升高了60 ℃，故选C。
类型3:水的比热容大的应用
下图是根据某沿海城市和某内陆城市一年内气温随月份变化的图线。下列说法正确的是（　　）。A. 实线是内陆城市的气温图线，因为砂石的比热容较小；B. 实线是内陆城市的气温图线，因为砂石的比热容较大；C. 实线是沿海城市的气温图线，因为水的比热容较小；D. 实线是沿海城市的气温图线，因为水的比热容较大
类型3:水的比热容大的应用
【解析】由一年的气温变化曲线得出，实线所示的城市最高、最低气温差比虚线所示的城市的大；水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较小，所以实线表示的是内陆城市的年气温变化曲线，虚线表示的是沿海城市的年气温变化曲线。故选A。
类型4:实验探究物质的吸热本领
暑假，小明在爸妈的陪同下去岷江河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
类型4:实验探究物质的吸热本领
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃。
类型4:实验探究物质的吸热本领
【解析】（1）[1]实验中，使用相同的酒精灯加热，相同时间内，酒精灯放出的热量相同，沙子和水吸收的热量相同，此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为加热时间的长短。（2）[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，由可知水的吸热本领大。（3）[3]由图乙得，温度计的分度值为1℃，温度计的示数为98℃。答案为：加热时间的长短；水；98。
类型5:热量的计算
水的比热容是4.2×103________ （填写比热容的单位，用符号表示），初温为20℃的2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度可以升高到________ ℃（不考虑热量损失） 【解析】水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）；由Q吸=cm（t﹣t0）可得，吸热后水升高到的温度：故答案为：J/（kg•℃）；45。
类型6:比例法的应用
用相同的电加热器分别对质量相等的 A 和 B 两种液体加热（不计热损失），如图是 A 和 B 的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）。A．A 的比热容与 B 的比热容之比为 2:1；B．A 的比热容与 B 的比热容之比为 2:3；C．都加热 t 时间， A 和 B 吸收热量之比为 1:2；D．A 和 B 升高相同的温度，吸收热量之比为 3:2
类型6:比例法的应用
【解析】ABC ．用相同的电加热器给质量相等的 A 、B 液体加热，在相同时间内，两加热器放出的热量相同，那么两液体吸收的热量相同。由图示知，在相同时间内， A 的温度升高了 20 摄氏度，B 的温度升高了 40 摄氏度，据 Q 吸 = cm ∆ t 知c A m ×20 ℃ = c B m ×40 ℃所以c A : c B =2:1，故 A 正确，BC 错误；D．A 、B 的温度都升高 20 摄氏度时，据 Q 吸 = cm ∆ t 知，Q 吸 A : Q 吸 B = c A m ×20 ℃ : c B m ×20 ℃ = c A : c B =2:1，故 D 错误。故选 A 。
类型7:热平均方程
A、B两物体质量相等，温度均为10℃，甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃，现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后，甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，则A、B两种物质的比热容之比为（　　）。A．2：3 B．3：5 C．4：9 D．1：2
类型7:热平衡方程
【解析】物体A放入甲杯水后，它们的共同温度为50℃−4℃＝46℃，水放出的热量Q放＝c水m水△t水,A吸收的热量Q吸＝cAmA△tA，根据热平衡方程：Q放＝Q吸，即c水m水△t水＝cAmA△tA,代入相关数据得：物体B放入乙杯水后，它们的共同温度为50℃−8℃＝42℃，水放出的热量Q放＝c水m水△t水，B吸收的热量Q吸＝cBmB△tB，根据热平衡方程：Q放＝Q吸，即C水m水△t水＝cBmB△tB，代入相关数据得：A、B两物体质量相等,即mA＝mB，故选C。
课程结束