《比熱容》導(dǎo)學(xué)案-2023-2024學(xué)年科學(xué)華東師大版2012

《比熱容》導(dǎo)學(xué)案第一課時(shí)導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：1.了解比熱容的概念和計(jì)算方法；2.掌握比熱容的影響因素和測(cè)量方法；3.能夠應(yīng)用比熱容的知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：一、比熱容的概念比熱容是物質(zhì)單位質(zhì)量在單位溫度下的熱容量，通常用符號(hào)C表示。其物理量單位為焦耳/千克·攝氏度（J/kg·°C）或焦耳/克·攝氏度（J/g·°C）。二、比熱容的計(jì)算方法1.定壓比熱容Cp：當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，熱量增加單位溫度的變化量，可用熱容量除以質(zhì)量得到，即Cp=Q/mΔT。2.定容比熱容Cv：當(dāng)體積不變時(shí)，熱量增加單位溫度的變化量，也可用熱容量除以質(zhì)量得到，即Cv=Q/mΔT。3.比熱容關(guān)系式：Cp-Cv=R，其中R為氣體常數(shù)。三、比熱容的影響因素1.物質(zhì)種類：不同物質(zhì)的比熱容不同，金屬通常比非金屬大。2.溫度變化：一般情況下，比熱容會(huì)隨著溫度的升高而增大。3.壓強(qiáng)變化：高壓條件下，氣體的比熱容會(huì)有所變化。四、比熱容的測(cè)量方法1.混合法：利用熱平衡原理，通過(guò)熱量傳遞在不同溫度下混合物質(zhì)，測(cè)定其比熱容。2.電功率法：通過(guò)在物質(zhì)上加熱，測(cè)量加熱功率和溫度變化，計(jì)算比熱容。3.熱容量計(jì)法：利用熱容量計(jì)測(cè)定物質(zhì)的比熱容，通過(guò)比較輸入和輸出熱量計(jì)算。五、比熱容的應(yīng)用1.熱工業(yè)方面：控制物質(zhì)的比熱容可提高生產(chǎn)效率，減少能源浪費(fèi)。2.天文學(xué)領(lǐng)域：通過(guò)比熱容的測(cè)量可以了解天體內(nèi)部物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)。3.實(shí)際生活中：了解物質(zhì)的比熱容有助于合理安排使用熱量。導(dǎo)學(xué)任務(wù)：1.閱讀相關(guān)教材，了解比熱容的定義和計(jì)算方法；2.嘗試計(jì)算一些常見物質(zhì)的比熱容；3.思考比熱容如何影響物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用；4.比熱容的測(cè)量方法和應(yīng)用實(shí)踐中是否存在哪些問(wèn)題，如何解決？拓展學(xué)習(xí)：1.研究不同物質(zhì)的比熱容對(duì)熱學(xué)性質(zhì)的影響；2.了解比熱容在工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用和案例；3.探索新型比熱容測(cè)量方法和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。總結(jié)點(diǎn)評(píng)：比熱容是熱力學(xué)中重要的物理量，其理解和應(yīng)用對(duì)于優(yōu)化熱能利用和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。通過(guò)本次導(dǎo)學(xué)，相信大家對(duì)比熱容有了更深入的了解，也能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。希望大家在日常學(xué)習(xí)和生活中能夠繼續(xù)關(guān)注并深化對(duì)比熱容的學(xué)習(xí)和研究。第二課時(shí)導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解比熱容的概念、計(jì)算方法和應(yīng)用，掌握相關(guān)計(jì)算技巧，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。一、概念理解1.1什么是比熱容？比熱容是物質(zhì)單位質(zhì)量在單位溫度變化下吸收或釋放的熱量，通常用符號(hào)c表示，其單位是J/(kg·℃)。1.2比熱容和熱容量有何區(qū)別？比熱容是單位質(zhì)量物質(zhì)在單位溫度變化時(shí)吸收或釋放的熱量，而熱容量是整個(gè)物體在單位溫度變化時(shí)吸收或釋放的熱量。1.3為什么不同物質(zhì)的比熱容不同？不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和相互作用方式不同，因此其比熱容也不同。二、計(jì)算方法2.1求物質(zhì)的比熱容公式Q=mcΔT其中，Q表示吸收或釋放的熱量，m表示物質(zhì)的質(zhì)量，c表示比熱容，ΔT表示溫度變化量。2.2求混合物的比熱容公式Q=∑(miciΔTi)其中，m表示各組分的質(zhì)量，c表示各組分的比熱容，ΔT表示溫度變化量。2.3求比熱容的實(shí)驗(yàn)方法利用熱量計(jì)或熱平衡原理，測(cè)量物質(zhì)在不同溫度下吸收或釋放的熱量，從而求得比熱容。三、應(yīng)用實(shí)例3.1一個(gè)質(zhì)量為1kg的鐵塊從20℃升溫到40℃，求鐵的比熱容。解：Q=mcΔTQ=1kg×c×20℃Q=20c20c=mcΔTc=20/20=1J/(kg·℃)3.2一個(gè)由水和冰混合而成的體系，質(zhì)量分別為1kg和0.5kg，在0℃下加熱至10℃，求混合物的比熱容。解：Q=∑(miciΔTi)Q=(1kg×4200J/(kg·℃)×10℃)+(0.5kg×2100J/(kg·℃)×10℃)Q=42000J+10500J=52500J52500J=∑(miciΔTi)c=(52500J)/(1kg×10℃+0.5kg×10℃)c=3500J/(kg·℃