第十四章內(nèi)能與熱機

第二節(jié)：物質(zhì)的比熱容物理觀念：通過實驗了解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種特性，記住其定義式和單位；能查閱比熱容表，了解常見物質(zhì)的比熱容，知道水的比熱容最大；能運用比熱容公式進行簡單的吸熱、放熱計算?？茖W(xué)思維：會進行簡單的吸、放熱計算;能將比熱容與吸收或放出的熱量聯(lián)系起來,并能運用其解釋身邊的自然現(xiàn)象。能從“質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同熱量時溫度變化不同”的現(xiàn)象，推理出比熱容的物理意義?？茖W(xué)探究：參與“探究不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗，學(xué)會控制變量（如質(zhì)量、加熱方式、升高的溫度等），觀察實驗現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過實驗探究培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神，激發(fā)對物理現(xiàn)象的探究興趣。認識比熱容知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（如農(nóng)業(yè)防凍、發(fā)動機冷卻），體會物理與社會的密切聯(lián)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)大美新疆導(dǎo)入新課早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜。實驗方案：質(zhì)量相等的水和食用油，吸收相等的熱量（加熱相同的時間），比較溫度的變化。質(zhì)量相等的水和食用油，使其升高相同的溫度，比較吸收熱量的多少（加熱的時間)。方案一：方案二：一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律比較不同物質(zhì)吸熱的情況思考與討論：用同樣的設(shè)備，燒開一壺水和燒開半壺水需要的時間一樣嗎？用同樣的設(shè)備，將一壺水燒開和將一壺水燒成溫水需要的時間一樣嗎？水吸收的熱量跟什么有關(guān)？一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律用同樣的設(shè)備，燒開一壺水比燒開半壺水需要的時間長，即燒開一壺水比燒開半壺水需要吸收的熱量多。同樣，把一壺水加熱至沸騰比把它加熱成溫水需要的時間長，需要吸收的熱量多?？梢?，水吸收的熱量和它的質(zhì)量有關(guān)，也和它升高的溫度有關(guān)。水的質(zhì)量越大、溫度升得越高，它吸收的熱量就越多。別的物質(zhì)也是這樣。思考與討論：一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律問題：1、水和食用油，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量相同嗎？2、水和食用油，在質(zhì)量相等、吸收相同的熱量時，升高的溫度相同嗎？一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律思考與討論：一、用同樣的設(shè)備，燒開一壺水和燒開半壺水需要的時間一樣嗎？二、用同樣的設(shè)備，將一壺水燒開和將一壺水燒成溫水需要的時間一樣嗎？三、水吸收的熱量跟什么有關(guān)？一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律【實驗?zāi)康摹勘容^不同物質(zhì)的吸熱能力【設(shè)計實驗】利用相同的電加熱器加熱質(zhì)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(dāng)它浸沒在液體中時，可以認為液體每秒吸收的熱量相同。一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律【方法】1、使用相同的熱源，通過比較加熱時間的長短，就可以反映物質(zhì)吸收熱量的多少。（轉(zhuǎn)換法）2、除了使用相同的加熱器，還要控制水和食用油的質(zhì)量相等，燒杯也要相同。（控制變量法）一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律【實驗過程】1、用天平稱出相同質(zhì)量的水和食用油。2、觀察溫度計的示數(shù)，記下加熱前水和食用油的初溫t0。3、同時接通兩個電加熱器的電源，對水和食用油加熱。4、當(dāng)它們升高到相同的溫度t時，停止加熱，讀出水和食用油到達溫度t時需要的加熱時間。5、分析實驗數(shù)據(jù)，并進行交流與討論。一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律實驗結(jié)論：液體質(zhì)量m/g初溫to/℃末溫t/℃升高溫度△t/℃加熱時間t/min水30021.953.531.62食用油30022.1108.486.32質(zhì)量一定的水和食用油，吸收相同的熱量，水升高的溫度比煤油低。液體質(zhì)量m/g初溫to/℃末溫t/℃升高溫度△t/℃加熱時間t/s水50021.943.5約2253食用油50022.143.6約2232質(zhì)量一定的水和食用油，升高相同的溫度，水吸收的熱量多。水的吸熱能力強。一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律比較不同物質(zhì)吸熱的情況【實驗結(jié)論】質(zhì)量相等的水和食用油，升高相同溫度，水需要的加熱時間更長，水比食用油吸收熱量多?；蛘撸|(zhì)量相等的水和食用油，吸收相同的熱量時，食用油升高的溫度高。說明不同物質(zhì)的吸熱能力不同。問題:如何描述不同物質(zhì)的吸熱能力？一、探究物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律總結(jié)：物體吸收熱量的多少，不僅與物體的質(zhì)量、溫度變化有關(guān)，還與物質(zhì)的種類有關(guān)。定義：定義式：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容。單位：J/(kg·℃)，讀作：焦每千克攝氏度。二、物質(zhì)的比熱容比較不同物質(zhì)吸熱的情況比熱容c

注意單位：Jkg·℃J（焦耳）kg（千克）℃（攝氏度）比熱容的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)。或J·(kg·℃)-1二、物質(zhì)的比熱容2、比熱容是物質(zhì)的一種特性.它的大小與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān).與物體的質(zhì)量、形狀、吸放熱的多少、溫度的高低等無關(guān).利用物質(zhì)的這種特性可以鑒別物質(zhì).1、水的比熱容是C水=4.2x103J/(kg·℃)。其物理意義是：質(zhì)量為1kg的水，溫度升高或降低1℃時所吸收或放出的熱量是4.2x103J.物質(zhì)比熱容CJ/(kg·℃)冰2.1x103干泥0.84x103鋼鐵0.46x103酒精2.4x103鋁0.88x103煤油2.1x103砂石0.92x103水4.2x103水銀0.14x103發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？3、意義：（1）比熱容的大小反映了物質(zhì)吸、放熱的能力.（2）比熱容的大小還反映了物質(zhì)改變溫度的難易程度.二、物質(zhì)的比熱容解釋生活現(xiàn)象判斷溫度變化質(zhì)量和吸收熱量相同，比熱容大,溫度變化小。1.我國北方樓房中都裝有“暖氣”系統(tǒng)，用水做輸運能量的介質(zhì)，而汽車發(fā)動機等機器在工作時發(fā)熱很多，也用水來作為冷卻劑。為什么？2.為什么沿海地區(qū)晝夜溫差較小，而內(nèi)陸沙漠地區(qū)的晝夜溫差較大？判斷吸熱多少質(zhì)量和變化溫度相同，比熱容大,吸收的熱量多.Q=cmΔt二、物質(zhì)的比熱容夏季，都市氣溫往往比郊外要高3℃～5℃，這就是熱島效應(yīng)，試分析熱島效應(yīng)形成原因及其應(yīng)對措施。植樹造林修人工湖二、物質(zhì)的比熱容1、關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說法中正確的是()A．比熱容是物質(zhì)的一種屬性，只和物質(zhì)的種類有關(guān)B．同種物質(zhì)質(zhì)量越大比熱容就越大C．因為水的比熱容較大所以比較適合作冷卻劑D．物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化時其比熱容一般不變練一練C2、兩個質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，下列說法中正確的是()A．比熱容大的物質(zhì)升高溫度較小B．比熱容小的物質(zhì)升高溫度較小C．比熱容大的物質(zhì)升高溫度較大D．升高溫度相同，與比熱容大小無關(guān)練一練A公式的推導(dǎo)：水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，你能根據(jù)它的物理意義計算出2kg的水，溫度從20℃升高到70℃，需要吸收的熱量嗎？1kg的水，溫度升高1℃，吸收的熱量是4.2×103JQ=4.2×103J2kg的水，溫度升高1℃，吸收多少熱量？Q=4.2×103J×22kg的水，溫度升高50℃，吸收多少熱量？Q=4.2×103J×2×502kg的水，溫度從20℃升高到70℃，吸收多少熱量？Q=4.2×103J×2×(70-20)總結(jié)：吸收的熱量=比熱容×質(zhì)量×升高的溫度三、相關(guān)計算吸熱公式Q吸=cm(t-t0)放熱公式Q放=cm(t0-t)Q=cmΔtQ吸：熱量，單位：JC：比熱容，單位：J/(kg·℃)m：質(zhì)量，單位：kgt:末溫，t0：初溫，單位：℃熱量的計算公式：Δt：溫度變化量（溫度差）統(tǒng)一單位：注意升高到t℃降低到t℃升高了t℃降低了t℃t末溫為t℃溫度差Δt=t℃熱平衡方程達到熱平衡時：Q吸=Q放兩物體發(fā)生熱傳遞，沒有熱損失三、相關(guān)計算例1、質(zhì)量為0.3kg的鋁鍋中放有2kg的水，把它們從20℃加熱到80℃。C鋁=0.88×103J/（kg·℃），C水=4.2×103J/（kg·℃）（1）鋁鍋需要吸收多少熱量；（2）水需要吸收多少熱量；（3）一共需要吸收多少熱量．解：（1）鋁鍋吸收的熱量為:Q鋁=c鋁m鋁(t-t0)=0.88×103J/（kg·℃）×0.3kg×(80℃-20℃)=1.584×103J（2）水吸收的熱量為:Q水=c水m水(t-t0)=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J（3）一共吸收的熱量為:Q總=Q鋁+Q水=1.584×103J+5.04×105J=5.05584×105J答：......三、相關(guān)計算例2：質(zhì)量均為2kg的砂石和水，它們都吸收了7.36×104J的熱量，升高的溫度各是多少？C砂=0.92×103J/（kg·℃）解：由Q=cmΔt可得：答：