第十章

機械能、內能及其轉化第3節(jié)

比熱容1.理解比熱容的概念，知道比熱容的單位，知道比熱容是物質的一種特性。2.通過比較不同物質的吸熱情況實驗，體會控制變量法的作用，了解轉換法的應用。3.會用比熱容解釋有關現(xiàn)象，感受物理知識與生產生活的密切聯(lián)系。4.認識物質的導熱性?！霸绱┟抟\午穿紗，圍著火爐吃西瓜?！边@是對我國西北沙漠地區(qū)夏季日氣溫變化大的形象寫照。相比之下，沿海地區(qū)日氣溫變化則小得多。這是為什么呢?如圖所示是夏日海邊的情景，海灘上的沙子熱得燙腳，但海水卻非常涼爽。同樣的日照條件，為什么沙子和海水的溫度不一樣?其中蘊含著怎樣的物理規(guī)律?知識點一：影響物體吸收或放出熱量多少的因素生活經驗：

燒開一壺水比燒開半壺水需要的時間長，即燒開一壺水需要吸收的熱量較多；將一壺20℃的水加熱到100℃比加熱到60℃需要的時間長，即加熱到100℃需要吸收的熱量較多。

同種物質質量不同時，他們升高（或降低）相同的溫度，吸收（或放出）的熱量是不同的；同種物質質量相同時，升高（或降低）不同的溫度吸收（或放出）的熱量也是不同的

同步種類的物質，質量相同時，升高（或降低）相同的溫度，他們吸收（或放出）的質量相同嗎？實驗探究：比較不同物質的吸熱情況

如圖所示，利用相同的電加熱器加熱質量相等的水和食用油，使它們升高相同的溫度。電加熱器每秒放出的熱量是一定的，當它浸沒在液體中時，可以認為液體每秒吸收的熱量相同。比較水和食用油，哪個吸收的熱量多？控制變量法如何知道哪種物質吸熱比較多？升高相同的溫度，比較加熱時間轉換法物質質量m/g初溫t0/℃末溫t0/℃升高的溫度Δt/℃加熱的時間t/min水1001950311min34s食用油1001950311min5.6s

實驗表明：質量相等的水和食用油，升高的溫度相同時，水吸收的熱量比食用油多。

保證加熱相同時間，物質吸收的熱量相同。電加熱器加熱時穩(wěn)定，而酒精燈會受到火焰大小的影響，不能保證在相同時間內放熱相同。

還可以通過比較加熱相同時間升高的溫度。實驗步驟與前面實驗類似，記錄數(shù)據(jù)不同，也要采用控制變量法。

實驗中，為何采用相同規(guī)格的電加熱器和燒杯？為什么用加熱器加熱而不用酒精燈加熱？還可以采用什么方法來比較物質吸熱能力？

不同物質在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量不同，即不同物質的吸熱能力不同。怎樣表示物質的這種特性?比熱容1.定義：一定質量的某種物質，溫度升高（或降低）的過程中所吸收（或放出）的熱量，與物質的質量和溫度變化量乘積的比，叫做這種物質的比熱容。2.符號：c3.單位：焦每千克攝氏度，符號是J/（kg·℃）。

說明：1kg的某種物質，溫度降低1℃所放出的熱量，與它溫度升高1℃所吸收的熱量相等，數(shù)值上都等于它的比熱容。知識點二：比熱容常溫常壓下常見一些物質的比熱容單位J/（kh·K）物質比熱容物質比熱容物質比熱容物質比熱容水4.2×103煤油2.1×103玻璃0.84×103銅0.39×103酒精2.4×103砂石0.92×103干泥土0.84×103水銀0.14×103冰2.1×103鋁0.88×103鋼鐵0.46×103鉛0.13×103

比熱容是反應物質自身性質的物理量，不同的物質，比熱容一般不同。

為什么在同樣的太陽照射下，沙子和海水的溫度變化如此不同呢？

因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子大，所以海水升溫比沙子慢；因此白天海水溫度低，沙子溫度高。水比熱容大的應用水的比熱容大，在質量一定的條件下水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，用水做冷卻劑或取暖效果好。

如圖人們選擇用水給發(fā)動機冷卻，用水取暖，這是為什么？水比熱容大的應用

水稻是喜溫作物，在每年三四月份育苗的時候，為了防止霜凍，夜晚降溫時，由于水比熱容較大，放出一定熱量時，溫度降低得少，對秧苗起了保溫作用。

如圖，水稻是喜溫作物，在每年三四月份育秧時，為了防止霜凍，傍晚常常在秧田里灌一些水過夜，第二天太陽升起后，再把秧田里的水放掉，你能解釋原因嗎？水比熱容大的應用（1）由于水的比熱容較大，一定質量的水升高（或降低）一定溫度吸收（或放出）的熱量多，可以作冷卻劑或取暖。（2）由于水的比熱容較大，一定質量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不多，有利于調節(jié)氣溫。（3）生物體內水的比例很高，有助于調節(jié)生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損害。水比熱容大的應用知識點三：導熱性

將一雙木筷和一把金屬湯匙一起浸在熱水中，數(shù)秒后，兩只手摸到筷子和湯匙的冷熱感覺有什么不同？為什么？湯匙比筷子要燙，可見金屬比木材更容易導熱?；顒游镔|傳到熱量的性能稱為導熱性。

導熱性是物質的一種屬性，不同物質具有不同的導熱性。金屬的導熱性一般比非金屬的導熱性好，純金屬的導熱性通常優(yōu)于合金材料。

若某些器件在使用中需要大量吸熱或放熱，往往需要使用導熱性好的材料，如我跟北方有些地區(qū)冬季供暖用的“暖氣片”，要使用金屬材料。而用來保溫的材料，則需要選擇導熱性差一些的物質，如泡沫塑料。強弱銀銅鋁鐵錫鉛不銹鋼花崗石拌石水泥陶瓷普通玻璃瀝青水硬水

如圖展示了一些常見物質的導熱性能，從下到上導熱性能越來越強。

Q吸：物質吸收的熱量；

Q放：物質放出的熱量；

c

：物質的比熱容；

m

：物體的質量；

t0：物體的初溫；

t

：物體的末溫；Δt：變化的溫度，Δt＝t－t0或Δt＝t0－t物體吸收熱量計算公式:物體放出熱量計算公式:Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)知識點四：熱量的計算

沙子的比熱容約為0.92×103J/（kg·℃），這表示質量是1kg的沙子溫度升高1℃時吸收的熱量約為0.92×103J。把質量是2kg、溫度為20℃的沙子加熱到30℃，沙子吸收的熱量約為多少？利用這些熱量給質量是2kg、溫度為20℃的水加熱，水的溫度會上升到大約多少攝氏度?質量是2kg、溫度為20℃的沙子加熱到30℃，沙子吸收的熱量Q=cmΔt=0.92×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃）

=1.84×104J

利用這些熱量給質量是2kg、溫度為20℃的水加熱，水的溫度會上升到

t=t0+Δt=20℃+2.2℃=22.2℃實驗：比較不同物質的吸熱情況定義：一定質量的某種物質，溫度升高（或降低）的過程中所吸收（或放出）的熱量，與物質的質量和溫度變化量乘積的比，叫做這種物質的比熱容。單位：焦每千克攝氏度，符號是J/（kg·℃）

比熱容比熱容的應用導熱性比熱容熱量的計算Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)1.下列說法中正確的是（

）。A.一杯水倒去一半，它的比熱容減為原來的一半B.吸收熱量多的物質，比熱容一定大C.高溫物體放出的熱量一定多D.質量相同的水和煤油，吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升高的溫度D2.由Q＝cm（t-to），同一種物質的比熱容c，列說法正確的是（

）A．若吸收的熱量增大一倍，則比熱容增大一倍