《第3节 物质的比热容》培优课件

第十二章机械能和内能九年级物理上册

第三节物质的比热容想一想，议一议初夏的中午，小明和小华去海边游玩，如图所示。他们赤脚走在干燥的沙滩上，觉得沙子很烫；而走到海水中时，感觉到海水很凉。同样都是在太阳光照射下，为什么海水和沙子的温度不一样呢?

导入新课1.通过实验探究，建立比热容的概念。2.会查比热容表，会用比热容的知识解释生活和自然界中的现象。3.会进行简单的吸、放热计算。

学习目标1.比热容

2.热量的计算3.课堂总结

4.实践与练习

5.综合提升训练

学习内容一、比热容第3节物质的比热容一、比热容1.热量（1）热量的概念加热水的过程就是热传递的过程。物体在热传递过程中转移的能量叫作热量，用符号Q表示。（2）热量的单位：焦耳，符号为J。1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。【现象分析】将一壶水放在炉火上加热，在水沸腾前，加热时间越长，水温越高，水吸收的热量越多。在相同条件下，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，说明升高相同温度，水的质量越大，吸收的热量越多。有更多的事实说明，物体在热传递过程中，吸收（或放出）的热量与升高（或降低）的温度和物体的质量有关。除此以外，是否还与其他因素有关呢?2.探究不同物质吸热升温的现象一、比热容一、比热容（1）采用红外灯和红外热成像仪研究【进行实验】将质量均为50g的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用温度计测出室温，即为此时沙子和水的温度。如图所示，用红外灯均匀照射两个瓷盘4min后，再用温度计分别测出沙子和水的温度。用红外灯给沙子和水加热一、比热容图是在红外灯照射一段时间后用红外热成像仪拍摄的红外照片。仪器显示，此时沙子的温度为55.4°C，水的温度为30.7°C。红外热成像仪拍摄的红外照片【议一议】1.质量相等的沙子和水，加热相同的时间，哪种物质升温快?2.质量相等的沙子和水，升高相同的温度，哪种物质需要的加热时间长?一、比热容【结论】质量相等的沙子和水，加热相同的时间，沙子比水升温快。由此推理可知，要升高相同的温度，水的加热时间更长，即吸收的热量更多。换用其他不同物质进行实验，所得结果是类似的。由此可见：不同物质在质量相等、升高（或降低）温度相同的条件下，吸收（或放出）的热量不相等。一、比热容（2）采用电加热器研究【实验器材】相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。【需测量的物理量】①用天平分别测出质量都是m的水和食用油；②用温度计测水和食用油的初温t0、末温t；③用停表记录加热时间t。水食用油一、比热容【研究方法】实验中用到的方法有控制变量法和转换法。①控制变量法：探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时，应该控制两个量不变，每次实验只能改变一个量。②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。一、比热容【进行实验与收集数据】（1）取质量相等的水与食用油各200g。（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。一、比热容（4）实验数据记录表格物质质量m/g初温t0/℃末温t1/℃升高的温度（t1-t0）/℃加热的时间水200204222相等食用油200205535相等【分析与论证】（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相同，食用油升高的温度比水的多。【推理】质量相等的水与食用油升高的温度相同，吸收的热量不相同，水吸收的热量比食用油多。

表明水和食用油吸热本领不一样。一、比热容（2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。实验结论：不同物质在质量相等、升高（或降低）温度相同的条件下，吸收（或放出）的热量不相等。一、比热容【交流与讨论】（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。（2）用规格相同的电加热器进行加热的好处首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。（3）注意事项①电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水或食用油受热均匀。②温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。③注意控制加热时间，不要让水和食用油过热或沸腾。一、比热容（4）判断物质吸热能力强弱的两种方法①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱.（5）该实验采用的其它装置如图所示为该实验常见的一种装置。在该装置中两酒精灯在相同的时间内放出的热量相等，即水与食用油在相同的时间内吸收的热量相等。一、比热容一、比热容（1）实验中，琪琪在两个相同的烧杯中装入质量相同的水和花生油。并选择两个规格________（填“相同”或“不同”）的电加热器同时对两杯液体加热；【例题1】小琪同学利用图所示的装置，探究“不同物质的吸热能力”。相同加热时间转换法（2）实验中，通过____________（填“升高的温度”或“加热时间”）比较两种液体吸收热量的多少；这种物理研究方法叫做__________（填“控制变量”或“转换法”）；一、比热容（3）琪琪根据实验的数据绘制出了如图所示的图像，由图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力_______（填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa______Qb（填“>”、“＜”或“=”）。由图像可知a物质是_____（填“水”或“花生油”）；弱=

水一、比热容【解析】（1）探究“不同物质的吸热能力”时，需要控制两种液体的质量相同；实验中用同样的加热器，相同时间内放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同。（2）实验中，应用了转换法，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水所吸收的热量。（3）由于图像知道，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力弱；由于加热时间相同，所以吸收的热量是相同的；加热时间相同，a的温度变化小，说明水的吸热能力是大，故a是水。一、比热容

3.比热容（1）定义：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容。用符号c表示。比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。一、比热容

一、比热容（4）实验证明：单位质量的某种物质，温度降低1℃时放出的热量，也等于这种物质的比热容。（5）比热容的物理意义例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示质量1kg的水，温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J.

（6）理解比热容①比热容是物质的一种物理属性，每种物质都有自己的比热容。同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关。

②比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。一、比热容（7）常见物质的比热容从上表中你可发现什么规律？①不同种物质，比热容值一般不同。②同种物质在不同状态时，比热容值不同。③水的比热容最大，约是砂石的4.5倍。海边昼夜温差比沙漠小水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。4.运用比热容知识解释有关现象（1）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？一、比热容（2）海陆风的成因在沿海地区，白天的风通常从大海吹向陆地，而晚上的风却从陆地吹向大海，这种风叫“海陆风”。海陆风是怎么形成的呢?海风和陆风通常在炎热、晴朗的天气产生。由于陆地和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成了对流。（1）海风的形成原因白天，陆地比大海升温快，地面附近密度较小的热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风。海风一、比热容（2）陆风的形成原因如图所示，夜晚，陆地比大海降温快，海面的热空气上升，地面附近的冷空气就会来补充，于是冷的空气沿地面吹向大海，形成陆风。陆风一、比热容（3）城市的“热岛效应”城市内有大量的钢筋水泥建筑，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，你能够解释其中的道理吗？

一、比热容5.水的比热容比较大的应用（1）分析水的比热容比较大的意义

水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。（2）水的比热容比较大的一些应用

例如，取暖；降温；调节气温等。一、比热容①用水取暖

冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。②用水冷却汽车发动机为什么用水来冷却?有什么好处?因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。发动机中的水循环冬天暖气片里流动的是水一、比热容③用水调节气温为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化较小，所以说水对气温的调节起较大作用。修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温一、比热容地球上有许多类型的生态系统，水是影响气候和生态系统的重要因素之一。1.沿海地区的昼夜温差比沙漠地区小部分内陆地区干旱缺水，一天内的气温变化较大。例如，我国新疆的一些地区，夏季时昼夜温差最高可达20℃。“早穿皮祆午穿纱，围着火炉吃西瓜”正是这种气候的生动写照。而沿海地区，一年四季气温波动幅度比较小，夏天不太热，冬天也不太冷。水与气候2.水对气候具有调节作用。近几十年来，我国坚持植树造林、绿化荒山，依靠森林涵养水源，一定程度上改善了大片地区的气候和生态环境，诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，取得了举世瞩目的成就。河北省塞罕坝生态环境的巨大变化就是一个生动案例。寒来署往，三代塞罕坝人将这片曾经“黄沙遮天月，飞鸟无栖树”的荒漠沙地变为百万亩人工林海。今天的塞罕坝已成为守卫京津地区的重要生态屏障。昔日的塞罕坝今日的塞罕坝一、比热容一、比热容【例题2】关于比热容，下列说法中错误的是（）A．比热容可用来鉴别物质B．水的比热容较大，可用作汽车发动机的冷却剂C．一桶水的比热容比一杯水的比热容大D．沙的比热容较小，所以沙漠地区昼夜温差较大【解析】A．比热容是物质的一种特性，不同物质比热容一般不同，比热容可鉴别物质，故A正确，不符题意；B．水的比热容大，降温时放出的热量比较多，可用作汽车发动机的冷却剂，故B正确，不符合题意；所以选C.CC．比热容是物质的一种特性，与质量没有关系，一桶水的比热容和一杯水的比热容相同，故C错误，C符合题意；D．沙的比热容较小，吸收或放出相同的热量，温度变化大，故沙漠地区昼夜温差大，D正确，D不符题意。一、比热容【例题3】下表是一些物质的比热容[J/（kg·℃）]。根据表中数据，下列判断正确的是（）A．不同的物质，比热容不可能相同B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢C．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多D．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大水4.2×103铝0.88×103煤油、冰2.1×103干泥土0.84×103沙石0.92×103铜0.39×103C一、比热容【解析】A．由表中数据可知，煤油和冰的比热容相同，故A错误；B．湿泥土中含有水，由表中数据可知，水的比热容较大，由Q=cmΔt可知，在吸收相同的热量时，水的温度变化量小，所以在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温快，故B错误；C．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容，由Q=cmΔt可知，铝块吸收的热量多，故C正确；D．因为水的比热容较大，在吸收或放出等量的热量时，水温变化量小，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故D错误。故选C。一、比热容【例题4】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线如图所示，由图线可以看出（）A．甲的比热容比乙大 B．甲和乙的比热容相同C．甲的比热容比乙小 D．开始加热时，甲和乙比热容为零C【解析】ABC．由图可看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲的温度升高的快，根据热量的计算公式Q=cmΔt

可知，在质量、吸热相等时，谁的温度升高得快，它的比热容小；所以甲的比热容小，乙的比热容大；故AB不符合题意，C符合题意；D．比热容是物质本身的一种特性，与是否加热无关，故D不符合题意。【例题6】家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。在海边，仅在海陆风因素的影响下，出现图乙、图丙所示的情形，则下列说法中正确的是（）A．图乙所示是白天时的情形，图丙是夜晚时的情形B．图丙所示是白天时的情形，图乙是夜晚时的情形C．图乙、丙都是白天时的情形D．图乙、丙都是夜晚时的情形B一、比热容【解析】水的比热容大于砂石和泥土的比热容。白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地；晚上陆地很快就冷却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向海洋。因此白天，风力发电机翼朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是晚上，图丙是白天。故ACD错误，B正确。所以选B.二、热量的计算

第3节物质的比热容二、热量的计算想一想：怎样计算物体吸收或放出的热量比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度，就能计算它吸收的热量。二、热量的计算例如，沙子的比热容约为0.92×103J/（kg·℃），这表示质量是1kg的沙子温度升高1℃时吸收的热量约为0.92×103J。把质量是2kg、温度为20℃的沙子加热到30℃，沙子吸收的热量约为多少?利用这些热量给质量是2kg、温度为20℃的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度?二、热量的计算

二、热量的计算

（3）

各物理量单位的选择根据公式Q吸=cm（t-t0）＝cmΔtm表示物质的质量，单位：kgΔt表示升高或降低的温度，单位：℃C表示物质比热容，单位：J/（kg·℃）Q表示吸收或放出的热量，单位：J二、热量的计算二、热量的计算2.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。若高温物体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

c1m1（t1-t01）＝c2m2（t2-t02）二、热量的计算【例题5】已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求：（1）0.2kg水，温度升高30℃，吸收的热量是多少焦？（2）5kg初温为20℃的水，吸收4.2×105J的热量，末温是多少℃？

【例题6】如图所示的盒装牛奶的质量为250克，小明用热水加热，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。求：（1）牛奶升高的温度Δt；（2）牛奶吸收的热量Q吸

[c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)]；（3）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，小明至少要用52℃的热水多少千克？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]（计算结果保留1位小数）二、热量的计算

二、热量的计算三、课堂总结第3节物质的比热容课堂总结

物质的比热容比热容热量热量的计算四、实践与练习第3节物质的比热容【解析】水的比热容大，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较高的发动机吸收更多的热量，从而达到较好的冷却效果。实践与练习1.如图所示，拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却。你能说说用水冷却的优点吗?五、综合提升训练第3节物质的比热容综合提升训练【解析】ABC．比热容是物质的一种特性，比热容与物质吸收热量的多少、温度变化、物体质量大小都没有关系，故AB错误，C正确；D．同一种物质在固态和液态下的比热容是不同的，如冰和水的比热容不同，故D错误。1.关于比热容，下列说法正确的是（）A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关B．物体的质量越大，它的比热容越大C．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类、状态有关D．同一种物质在固态和液态下的比热容是相同的C【解析】结论①不正确。因为在太阳光照射下，干泥土和湿泥土吸热情况基本相同，但由于湿泥土含水量大，其比热容比干泥土大，因此升温较慢，干泥土比湿泥土升温快。结论②正确。水和冰的比热容不相等，但它们是同一种物质。结论③正确。虽然比热容是物质的一种物理属性，但不同物质的比热容有可能近似相等。例如，煤油和冰的比热容相等、钢和铁的比热容也相等。2.小明在阅读p.43“一些物质的比热容”表格后，得出如下结论：①在太阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢；②同种物质升高相同温度，吸收的热量不一定相等；③不同物质的比热容有可能大致相等.你是否同意他的观点?为什么?综合提升训练综合提升训练3.下列生活事例中：①热水袋中用热水取暖；②火箭用液态氢作为燃料；③精密仪器中用银作为导线；④汽车发动机用水作为冷却剂，应用到物质比热容大的特点的有_______（填序号）。①④【解析】①由于水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以热水袋用水来取暖，故和水的比热容有关；②火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢与其它燃料相比，完全燃烧放出的热量多；③精密仪器中用银作为导线，因为银的导电性比较强；④由于水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较