九年级上册物理苏科版三、物质的比热容（举一反三讲义）（学生版）

三、\o"12.3物质的比热容"物质的比热容目录【学习目标】 1【思维导图】 2【知识梳理】 2知识点1：热量 2知识点2：比热容 3知识点3：热量的计算 7【方法技巧】 9方法技巧1热平衡的计算 9【巩固训练】 10【学习目标】1．知道比热容的定义：明确比热容是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，记住其符号（c）和国际单位。2．了解比热容的特性：知道比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，与质量、温度变化、吸放热多少无关。​3．会用比热容解释现象：能结合水的比热容大的特点，解释生活现象。重点：1．理解比热容的物理意义：明确“比热容大”表示物质吸热能力强。​2．掌握比热容的基本应用：牢记水的比热容是常见物质中较大的，能分析其在生活、生产中的应用。​3．初步关联比热容与热量计算：知道吸热公式Q吸=cmΔt、放热公式Q放=cmΔt中，c代表比热容，能初步判断比热容对吸放热多少的影响。难点：1．易误以为比热容会随质量、温度变化而改变，需结合定义明确其与物质本身属性相关。​2．区分“比热容”与“吸放热多少”：易混淆“吸热能力强”和“吸收热量多”。3．用比热容解释复杂现象：如“为什么内陆地区比沿海地区温差大”，难理清“相同吸放热条件下，比热容小的物质（沙子）温差大，比热容大的物质（水）温差小”的逻辑链。【思维导图】【知识梳理】知识点1：热量1、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。

（1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。

（2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有或具有多少热量。“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。【典例1】“孝”是中华民族的传统美德。如图所示，关于小阳帮奶奶用热水洗脚的过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（

）A．热水泡脚是通过做功改变了脚的内能B．洗脚水的温度越高，所含的热量越多C．泡在热水中的脚温度升高，内能增大D．洗脚过程中水的温度降低，比热容变小【典例2】在热传递过程中，传递能量的多少叫做。【变式1】下列有关热学知识的说法中正确的是（

）A．物体吸收热量，温度不一定升高 B．固体很难被压缩是因为分子间没有间隙C．燃料燃烧越充分，其热值越大 D．比热容与物体吸收热量的多少有关【变式2】关于热量，下列说法正确的是（）A．一桶水比一杯水含有的热量多B．热量是物体具有的能量多少C．物体内能越多，它具有的热量就越多D．热量等于热传递过程中物体内能的改变量【变式3】改变物体内能的方式有做功和；在热传递过程中，传递能量的多少叫做。知识点2：比热容1、比热容的概念（1）单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。

（2）比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。

（3）水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。2、比较不同物质吸热的情况（1）实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。

（2）实验装置

（3）实验方法

①控制变量法：控制不同物质的质量相同，吸收热量相同，比较升高的温度，从而比较吸热能力大小；或控制不同物质的质量相同，升高的温度相同，比较吸收的热量，从而比较吸热能力的大小。

②转换法：由于物质吸收的热量不容易测量，可以通过转换法，将物质吸收热量的多少转换成加热时间，因此比较加热时间，就可以比较得出吸收热量的多少。

（4）实验设计

①液体的选取，应保证质量相同。

②选用相同热源的目的是相同时间内，控制吸收热量相同。

③实验数据分析

a、让两种液体吸收相同的热量，比较液体的温度变化，温度变化小的吸热本领强。

b、让两种液体变化相同的温度，比较液体吸收热量的多少，吸收热量多的吸热本领强。

（5）实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，比热容大的物质吸收热量多。实验解题方法点拨（1）实验方法：控制变量法转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。

（2）实验液体的选择：质量相同的不同液体。

（3）选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。

（4）使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。

（5）实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。

（6）描述物体吸热能力的物理量是：比热容。

（7）结论：相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。

（8）实验中，物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。3、水的比热容的特点及应用（1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候。①夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热。②冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的人们又不觉得特别冷。（3）一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。①作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量。②用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。（4）比热容解释简单的自然现象：如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样？因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子升温慢；没有日照时，海水降温比沙子降温慢。水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面：调节气候，作为冷却剂和取暖介质，在农业和日常生活中的应用，沿海地区的气温调节。【例3】依据表格中的数据，下列说法正确的是()物质比热容水煤油砂石约A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小B．水和砂石放出相等热量，砂石的温度降低得较多C．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多【例4】六六和小九通过实验比较两种液体的吸热情况。如图所示，在两个相同的烧杯中分别装入水和导热油，用相同规格的电加热器对液体加热，比较它们的吸热情况。(1)为便于完成实验，应选择初温和均相同的水和导热油；除图中已有器材外，本实验中还需要的测量工具是。(2)六六每隔0.5min记录一次温度，并将数据记录在下表中。加热时间/min00.511.522.5…水的温度/℃252729313335…导热油的温度/℃253035404550…实验中水和导热油吸收热量的多少是通过来判断的；实验中能说明水和导热油内能增加的现象是；分析表中数据，发现的吸热性能更强。(3)结合上述结论分析，若使用水或导热油作为电暖气的液态介质，为使电暖器通电后能迅速升温，内部应充入（选填“水”或“导热油”）。（仅从吸热性能的角度分析）【变式1】关于比热容，下列说法正确的是（）A．某种物质升高1℃吸收的热量叫这种物质的比热容B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大C．质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多D．比热容大的物质吸收的热量一定多【变式2】炎热的夏天，庆阳南湖公园内明显感觉比其他地方凉爽，主要是因为水的比砂石和泥土的大。若湖水吸收一定的热量后，水温升高1℃，当这些热量被相同质量的砂石吸收时，砂石升高的温度将（选填“大于”“小于”或“等于”）1℃。【变式3】探究不同物质的放热降温情况（如图）。(1)如图a所示，在相同玻璃瓶中装入质量、初温都相等的甲、乙液体并插入温度计，将它们同时放入冰水混合物中冷却。根据记录数据作出温度计示数随时间变化的图像如图b所示。由图像可知：甲的比热容比乙的更；同种液体温度越高，降温速度越。(2)一段时间后甲、乙液体凝固了，凝固过程中温度。甲、乙和水的凝固点从高到低的排序是。知识点3：热量的计算1、物体的温度升高时吸收热量为：Q吸=cm（t-t0）；降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）。（1）其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；m——物体的质量——单位kg；t0——物体原来的温度℃；t——物体后来的温度℃。t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。（2）若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t。（3）公式可以变形为、、。2、应用热量公式解题应注意的几个问题（1）注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词，一定要分清初温、末温，升高了、升高到（或降低了、降低到）的温度含义，要根据题意作出正确的判断。

（2）应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。

（3）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。3、比热容的图像：一般情况下横轴表示加热时间，纵轴表示温度。

（1）定性分析解答方法有两种

①选取相同的加热时间，比较温度的变化，加热时间相同，温度变化小的比热容大；

②选取相同的温度变化，比较加热的时间，温度变化相同，加热时间长的比热容大。

（2）定量分析：要从图像中提取有效信息，选取正确的物理公式进行计算。4、热平衡的应用（1）热平衡：在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q放=Q吸，把这个关系叫热平衡方程。

（2）热平衡方程式：两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸=Q放，称为热平衡方程，在热量计算题中，常采用此等式。①系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。②而系统吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态；系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程．而吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。【典例5】质量都为1千克的铜、铁、铝三金属块，吸收相同的热量后，的温度升高得最多；若铝块温度升高了20℃，则铝块吸收的热量为焦。【已知】【典例6】在1标准大气压下，将质量为2kg的金属块加热到500℃后，立即投入质量为1.5kg、温度为20℃的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到60℃。求：[](1)水吸收的热量。(2)金属块的比热容。（保留一位小数）(3)若这些热水继续吸收2.835×105J的热量，水的末温是多少？【变式1】甲、乙两种液体的初温分别为15℃和25℃，其比热容之比为，质量之比为。若两种液体吸收相同的热量且均未达到沸点，已知甲的末温为45℃，则乙的末温变为（）A．55℃ B．65℃ C．75℃ D．85℃【变式2】将盛有250g凉牛奶的瓶子放在1kg热水中（如图甲），这是通过方式改变牛奶的内能的。经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图乙；加热过程中牛奶吸收的热量是J；通过计算后还能发现水放出的热量大于牛奶吸收的热量，其主要原因是。[已知：，]【变式3】很多家庭采用“水地暖”取暖。在地板下埋置加热管，温度不高于60℃的热水在加热管内循环流动，加热整个地板，并通过地面以热辐射和对流的方式向室内供热。质量为2千克的水温度升高了，求水吸收的热量。【方法技巧】方法技巧1热平衡的计算1、热平衡计算核心就一个：高温物体放的热=低温物体吸的热（不考虑热量损失），所有技巧都围绕这个关系展开。2、两步解题法（1）明确对象与已知量：分清哪个是“低温吸热物体”（如冷水），哪个是“高温放热物体”（如热水）。列出两者的比热容（c）、质量（m）、初温（t初），确定要求的量（通常是平衡温度t末）。（2）代入等式计算：将Q吸和Q放的表达式代入c吸m吸(t末-t初低)=c放m放(t初高-t末)。代入数据解方程，求出未知量（若吸放热物体是同一种物质，比热容c可约去，简化计算）。3、两个关键提醒（1）单位统一：质量用kg，温度用℃，比热容用J/(kg・℃)，确保所有物理量单位一致。（2）平衡温度范围：最终的平衡温度t末，一定在“低温物体初温”和“高温物体初温”之间，若计算结果超出这个范围，说明公式列错了。【巩固训练】1．在沿海地区炎热、晴朗的天气里，常常出现“海陆风”。如图所示的风向发生在（）A．白天，海水温度较高B．白天，陆地温度较高C．夜晚，海水温度较高D．夜晚，陆地温度较高2．小梅从比热容表中得出以下结论，其中正确的是（

）几种物质的比热容[J/（kg•℃）]

水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103铝0.88×103水银0.14×103铜0.39×103A．100g水用去一半后，其比热容变为2.1×103J/（kg·℃）B．物质由固态变为液态，其比热容不变C．夏天阳光照在海上，因水的比热容较大，所以海边气温变化大D．同质量的铝块和铜块，由于铝块比热容大，升高相同温度，铝块比铜块吸收热量多3．探究“不同物质吸热升温特点”实验中，合理的操作组合是（）①选用质量相同的水和煤油②选用体积相同的水和煤油③用相同火焰的酒精灯加热④加热时间相同时比较末温⑤末温相同时比较加热时间A．①③④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．②④⑤4．初始温度相同，质量相同的铜块和铝块，已知，当它们吸收了相同的热量后相互接触，则下列说法正确的是（）A．热量一定从铜块传到铝块 B．热量一定从铝块传到铜块C．它们之间一定没有热传递 D．热量可能从铜块传到铝块5．下表是小明查询到的常温常压下常见物质的比热容，结合表中数据，下列说法正确的是（）一些物质的比热容水4.2水银0.14玻璃0.84冰2.1酒精2.4铜0.39煤油2.1砂石0.92铝0.88A．不同物质的比热容一定不同B．物质发生物态变化后比热容不变C．质量相同的酒精和煤油吸收相同的热量，酒精升高的温度比煤油高D．吸收相同热量的铜块和铝块，若升高相同温度，则铜块与铝块的质量之比为6．初温相同的甲和乙两种物质，它们的比热容之比是4:1，质量之比是2:3，它们吸收的热量之比是2:1，则甲升高的温度与乙升高的温度之比是（）A．3:4 B．4:3 C．3:8 D．8:37．质量相等、初温相同的a和b两种液体，分别用两个相同的加热器加热，加热过程中温度随时间的变化图线如图所示，下列说法正确的是（

）A．加热相同时间，a吸收的热量多B．a、b升高相同的温度，b吸收的热量多C．吸收相同的热量，b升高的温度多D．a的比热容大于b的比热容8．用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热，根据测得数据分别描绘出液体的温度随时间变化的图像，在相同的时间内两液体吸收热量相等，不计液体热量散失，分别用表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（）A．若，则 B．若，则C．若，则 D．若，则9．将质量相等的甲、乙两个铁块，分别放入质量和初温都相等的水和煤油中。不考虑热损失，当达到热平衡（即热传递停止）时，测得水和煤油升高的温度相等。关于甲、乙两铁块原来的温度和的关系，正确的是（已知）（）A． B． C． D．条件不足，无法确定10．“热岛效应”产生的主要原因是城市建筑群密集，在相同日照的情况下，城市地区升温较。为减弱城市的“热岛效应”，郑州市修建了大量的湿地公园和人工湖，这主要是利用了水的比热容的特点，请再列举一种应用此特点的实例：。11．“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为150g的酒，在溪水上流动时会降低酒的温度，则酒的内能（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是通过的方式改变内能的；漂流过程中，酒的温度从30℃降低至28℃，会放出J的热量。[c酒＝3.4×103J/（kg•℃）]12．在《晋太康三年地记》中有“汝南西平有龙泉水，可以淬刀剑，特坚利，故有龙泉之剑”，古人用水作为淬火剂给高温的兵器淬火，是因为水的比较大，能快速给兵器降温，从而形成硬度较高的兵刃。13．甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的水，在恒温的室内静置，每隔一段时间测出水温，得到的图像如图所示。(1)当时，内能较大的是（选填“甲”“乙”下同）杯中的水，保温效果较好的是杯；(2)乙杯中的水在0-1h放热为，在1-2h放热为则：。14．用两个规格相同的电加热器，分别给质量相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示。结合图像判断，甲、乙都加热10min时，甲液体吸收的热量乙液体吸收的热量，甲液体的比热容乙液体的比热容（两空均填“大于”、“等于”或“小于”）。如果乙液体是水，则甲液体的比热容为。若乙中的水在前20min内吸收的热量，则吸收同样的热量可以使甲从上升至℃。（不计热量损失）15．某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。液体次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min甲10.15120.110230.2104乙40.110150.120260.2204(1)分析第1、4