沪科版九年级全册第二节 科学探究:物质的比热容精品ppt课件
展开一、物体的吸热能力:与质量、升高的温度、物质种类有关。
二、一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
三、比热容反映了物质吸收或放出热量的能力。水的比热容最大,为4.2×103J/(kg·℃)。
“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。
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?
水的比热容大,在质量一定的条件下水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,用水做冷却剂或取暖效果好。
人们培育秧苗时,为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏,常常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出。因为,在夜间温度下降时水放出的热量较多,从而达到防冻的目的。
沙漠地带昼夜温差很大,而沿海地区昼夜温差不大,这是什么原因?
由于海水比热容比砂石大,海水与砂石比较,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,所以沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚放热,沿海地区温度降低也少。所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。同理,在一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
水的比热容是多少?物理意义是什么?
知道了物质的比热容相当于知道了什么?
相当于知道了1㎏的这种物质温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量。
如果物体的质量不是1㎏,升高或降低的温度不是1℃,那么物体吸收或放出的热量该怎样计算呢?
根据物质比热容的定义可计算出该物体在温度变化过程中吸收(或放出的热量): (1)升温吸热:Q吸=cm(t2-t1); (2)降温放热:Q放=cm(t1-t2)。
热平衡 (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。若放出的热量没有损失,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。
(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
(3)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。(4)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*:要把2kg的水从20℃加热到100℃,至少需供给多少热量?
已知:c=4.2×103J/(kg·℃),m=2kg,t1=20℃,t2=100℃。
解:Q吸=cm(t2-t1)
= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)
= 6.72×105J。
答:至少需供给6.72×105J的热量。
例题:使20g冰的温度从-10℃升高到0℃,但未熔化成水,需要吸收多少热量?如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的,需要多少克5℃的水?[冰的比热容2.1×103J/(kg·℃)]
解:m冰=20 g=20×10-3 kg,Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃,冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J;由题知,冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供,即Q吸=Q放=c水m水Δt水,Δt水=5℃-0℃=5℃,需要水的质量:
例题:在1标准大气压下,把一质量为500g的高温物体投入质量为8kg、温度为20℃的水中,如果物体放出的热量是2.73×106J,不计热量损失,则水的温度会升高到____℃。
解析:解答本题的关键是根据热量公式推出 ,且要分清“升高到”与“升高了”的区别。本题“升高到多少”即求水的末温。根据热量公式Q = cmΔt,得水升高的温度为:由于t0+Δt=20℃+81.25℃=101.25℃>100℃,又因在标准大气压下水沸腾后温度会保持100℃,故水的末温为100℃。
1.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下列事例中与它的这一特性无关的是( )。A.让流动的热水流过散热器供暖B.汽车发动机用循环水冷却C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗D.夏天洒水降温
2.以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是( )(多选)。A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却B.生活中往往用热水取暖C.夏天洒水降温D.滩涂湿地温差小
3.有一根烧红的铁钉,质量是20g,温度是900℃,若它的温度降低到400℃,放出的热量是多少?[c=0.46×103J/(kg·℃) ]
解:铁钉放出的热量 Q =c·m·Δt = 0.46×103J/(kg·℃) ×0.02kg×(900℃-400℃) =4.6×103J答:铁钉放出的热量是4.6×103J。
4.若100g水从20℃升温至90℃,要吸收多少热量?一根铁钉的质量约10g,从1000℃的红热状态冷却至25℃,会放出多少热量?[c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
解:水吸收的热量Q吸 = c水m水Δt =4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃-20℃)=2.94×104J。铁钉放出的热量Q放=c铁m铁Δt=0.46×103J/(kg·℃) ×0.01kg×(1000℃-25℃)=4.485×103J。
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