13.3 比熱容（導(dǎo)學(xué)案）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【學(xué)生版】

第3節(jié)比熱容（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種特性。2.通過比熱容的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)控制變量的方法在實(shí)驗(yàn)中的作用。3.嘗試用比熱容解釋簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象，感受物理知識(shí)與生活的密切聯(lián)系。4.會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的吸、放熱計(jì)算。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.比熱容的概念和應(yīng)用。2.熱量的計(jì)算?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】比熱容概念的建立?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.相同質(zhì)量的水和食用油，當(dāng)升高相同的溫度時(shí)，吸收的熱量（選填“相同”、“不相同”）。2．在探究不同物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)中，我們用到了轉(zhuǎn)換法：①升高相同的溫度時(shí)，通過比較長(zhǎng)短來判斷物體的吸熱能力；②加熱的時(shí)間相同時(shí)，通過比較的快慢來判斷物體的吸熱能力。3.比熱容：①比熱容是用來比較物質(zhì)吸熱能力的物理量。②定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度，叫做這種物質(zhì)的比熱容。③單位：，讀作焦每千克攝氏度。④比熱容是物質(zhì)的一種，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。4．影響吸放熱的因素：物質(zhì)的、、。計(jì)算物質(zhì)吸熱的公式：Q吸=；計(jì)算物質(zhì)放熱的公式：Q放=.【合作探究】探究一、探究不同物質(zhì)的吸熱能力1.探究不同物質(zhì)的吸熱能力【思考】以燒水為例，物質(zhì)吸收的熱量可能哪些因素有關(guān)?有哪些事例支持你的猜想?【猜想與假設(shè)】（1）物質(zhì)吸收熱量的多少可能與水的有關(guān)。例如把水燒開時(shí)，水的質(zhì)量越大，加熱時(shí)間越長(zhǎng)。（2）物質(zhì)吸收熱量的多少可能與有關(guān)。例如燒水時(shí)，水的溫度越高，加熱時(shí)間越長(zhǎng)。（3）物質(zhì)吸收熱量的多少可能與物質(zhì)的有關(guān)。例如加熱質(zhì)量相等的水與油，升高相同的溫度，加熱的時(shí)間不等?！舅伎肌繉?duì)于不同的物質(zhì)，例如水、沙子、煤油，如果它們的質(zhì)量相同,溫度升高的度數(shù)也一樣，它們吸收的熱量是否相同?怎樣比較不同物質(zhì)的吸熱能力呢?【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)方法：該實(shí)驗(yàn)用控制變量法、轉(zhuǎn)換法進(jìn)行探究①控制變量法：探究物質(zhì)吸收的熱量可能與質(zhì)量、升高的溫度、物質(zhì)的種類有關(guān)時(shí)，應(yīng)該控制兩個(gè)量不變，每次實(shí)驗(yàn)只能改變一個(gè)量。②轉(zhuǎn)換法：因?yàn)闊崃繜o法直接測(cè)量，所以我們可以用來比較物質(zhì)吸收的熱量。（2）實(shí)驗(yàn)器材：質(zhì)量相等的水與食用油、溫度計(jì)2支、電加熱器2個(gè)、秒表.【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)】（1）取質(zhì)量（相等/不相等）的水與食用油各200g.（2）按照如圖所示安裝器材。觀察的示數(shù)，記下加熱前水和食用油的溫度.（3）接通電源，同時(shí)對(duì)燒杯中的水和食用油加熱3～5min（根據(jù)實(shí)際情況而定）.（4）停止加熱，同時(shí)讀出兩只溫度計(jì)的示數(shù)，記下水和食用油的溫度.（5）算出加熱過程中水和食用油的溫度各升高多少℃.（6）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).物質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量m/g初溫t0/℃末溫t1/℃（t1-t0）/℃吸收的熱量（加熱時(shí)間）水200204222相等食用油200205535相等【分析與論證】（1）質(zhì)量相等的水和食用油吸收相同的熱量，升高的溫度（選填“相等”或“不相等”），食用油升高的溫度比水的多。推理：質(zhì)量相等的水與食用油升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”），水吸收的熱量比食用油的多.表明水和食用油吸熱本領(lǐng)（選填“一樣”或“不一樣”）.（2）換用其他物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在質(zhì)量相同，升高的溫度相同時(shí)，不同物質(zhì)吸收的熱量也不同。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”）?！具M(jìn)行以下討論】（1）測(cè)量物質(zhì)的選?。簯?yīng)選取、相同的不同物質(zhì)；（2）選擇相同的熱源、保證相同加熱時(shí)間相同目的：是為了讓兩種物質(zhì)吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”）。（3）用規(guī)格相同的電加熱器對(duì)不同物質(zhì)進(jìn)行加熱的好處：首先，與酒精燈相比，更容易控制相同時(shí)間內(nèi)提供的熱量相同；其次，內(nèi)部加熱，熱量損失.（4）判斷物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)弱的兩種方法①加熱相同時(shí)間，通過比較溫度變化的快慢來判斷物體吸熱能力的強(qiáng)弱，溫度變化快的吸熱能力（選填“強(qiáng)”或“弱”）；②升高相同溫度，通過比較加熱時(shí)間長(zhǎng)短來判斷物體吸熱能力的強(qiáng)弱，加熱時(shí)間長(zhǎng)的物體吸熱能力（選填“強(qiáng)”或“弱”）。該實(shí)驗(yàn)既可以用方法①比較物質(zhì)吸熱能力的強(qiáng)弱，也可以用方法②比較物質(zhì)吸熱能力的強(qiáng)弱.⑤該實(shí)驗(yàn)用裝置常見的有兩種，如圖所示，兩種裝置對(duì)比，哪種更好一些，為什么？甲乙甲乙圖中裝置更好一些，因?yàn)樵撗b置中散熱較少；乙裝置中兩酒精燈在相同的時(shí)間放出的熱量被水吸收的量很難控制相同，誤差大一些，因此有條件時(shí)，盡量選擇甲裝置?！鞠胍幌搿客ㄟ^前面的實(shí)驗(yàn)我們知道：不同物質(zhì)吸熱的能力不同。那么應(yīng)該怎樣比較不同物質(zhì)的吸熱能力？我們來看看通過精確實(shí)驗(yàn)獲得的兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1kg的水，溫度升高1℃，需要吸收4.2×103J的熱量。3kg的煤油，溫度升高2℃，需要吸收12.6×103J的熱量。水與煤油，哪一種物質(zhì)吸熱的能力更強(qiáng)？你能否比較？【方法】我們只需計(jì)算出1kg煤油溫度升高1℃時(shí)吸收的熱量，再與1kg的水溫度升高1℃時(shí)吸收4.2×103J的熱量進(jìn)行比較即可。計(jì)算方法：EQ\F(12.6×103J,3kg×2℃)=2.1×103J/(kg·℃)即：_________________結(jié)論：比較物質(zhì)吸熱的能力，可以通過計(jì)算_____________，該比值越大，物質(zhì)的吸熱能力越強(qiáng)。2.比熱容（1）物理意義：用來比較物質(zhì)的物理量。（2）定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度，叫做這種物質(zhì)的比熱容。（3）定義式：比熱容=EQ\F(熱量,質(zhì)量×升高的溫度)數(shù)學(xué)表達(dá)式：___________。Q表示物質(zhì)吸收的熱量，單位是（J）m表示物體的質(zhì)量，單位是（kg）Δt表示升高（或降低）的溫度，單位是（℃）；吸熱時(shí)Δt=t末溫-t0放熱時(shí)Δt=t0–t末溫c表示物質(zhì)的比熱容，單位是，符號(hào)：J/(kg℃)（4）實(shí)驗(yàn)證明：·單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度降低1℃時(shí)放出的熱量，也等于這種物質(zhì)的比熱容。（5）水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意義：1kg水溫度升高或降低1℃時(shí)吸收或放出的熱量是4.2×103J.（6）比熱容是物質(zhì)的一種，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。①同種物質(zhì)的比熱容是不變的，與質(zhì)量、溫度、吸收的熱量，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)（均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。②比熱容反映了物質(zhì)的吸熱能力，比熱容越大，越不容易升溫，也不容易降溫。常見物質(zhì)的比熱容[J/（kg·℃）]水4.2×103色拉油1.97×103鐵、鋼0.46×103酒精2.4×103砂石0.92×103銅0.39×103煤油2.1×103鋁0.88×103水銀0.14×103冰2.1×103干泥土0.84×103鉛0.13×103【想一想】從上表中你可發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？①不同種物質(zhì)，比熱容值一般（選填“相同”或“不相同”）。②同種物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)，比熱容值（選填“相同”或“不相同”）。③水的比熱容最，約是砂石的倍。3.運(yùn)用比熱容知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象（1）為什么沿海地區(qū)比沙漠地區(qū)的晝夜溫差?。俊痉治觥恳?yàn)楹Ｋc沙子受光照的時(shí)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，所以海水升溫比沙子；因此白天海水溫度低，沙子溫度。晚上沒有光照時(shí)，海水和沙子放出相同熱量時(shí)，海水降低的溫度比沙子的。所以海水溫度高，沙子溫度。（2）沙漠地帶晝夜溫差變化大的原因吐魯番夏天最高溫度大多在四十多攝氏度，居中國(guó)之首，而火焰山又是吐魯番最熱的地方，其表面溫度最高曾達(dá)到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就降到二十多攝氏度，空調(diào)都不用開。這是為什么呢？【分析】砂石的比熱容比較，在吸收（或放出）相同的熱量時(shí)，升高（或降低）的溫度比其他物質(zhì)的要。（3）城市的“熱島效應(yīng)”城市內(nèi)有大量的鋼筋水泥建筑，給我們的生活帶來方便的同時(shí)，也給我們帶來諸多不便。比如，炎炎夏季，都市氣溫往往比郊外要高3℃～5℃，這就是熱島效應(yīng)，你能夠解釋其中的道理嗎？【分析】這些人工構(gòu)筑物吸熱快而比熱容小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫，吸收熱量，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。解決方法：種草種樹、建造人工湖等。（4）體溫計(jì)中為什么用水銀作測(cè)溫介質(zhì)?用水可以嗎?【分析】因?yàn)樗y的比熱容較小0.14×103焦/（千克·℃），與質(zhì)量相同的水比較，當(dāng)吸收相同的熱量時(shí)，溫度的變化量，溫度計(jì)的示數(shù)變化明顯，便于精確讀出溫度。4.水的比熱容比較大的應(yīng)用（1）水的比熱容比較大的物理意義：水的比熱容大，在質(zhì)量一定、升高相同溫度時(shí)，吸熱多，故用水作冷卻劑效果好。水的比熱容大，在質(zhì)量一定、降低相同溫度時(shí)，放熱多，故用水取暖效果好。（2）水的比熱容比較大的應(yīng)用：、、。①用水取暖②用水冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為什么用水來冷卻?有什么好處?因?yàn)樗谋葻崛荽?，在質(zhì)量一定時(shí)，升高相同溫度時(shí)，水吸收熱量，故用水作冷卻劑效果好。③為解決城市的熱島效應(yīng)，不少城市修建人工湖來調(diào)節(jié)氣溫，為什么？因?yàn)樗谋葻崛荼容^大，和其他液體相比，如果它們吸收相等的熱量，水溫升高比較；如果它們放出相等的熱量，水溫降低較．在相同情況下，水能使周圍物體的溫度變化減少，所以說水對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)起較大作用．5.擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)—用傳感器比較不同物質(zhì)的比熱容【讀一讀】不同物質(zhì)吸熱的差異還可以用圖所示的實(shí)驗(yàn)很快比較出來。用鐵夾將溫度傳感器及分別盛有質(zhì)量相同的水和色拉油的兩個(gè)試管固定在鐵架臺(tái)上，溫度傳感器的探頭部分要與試管內(nèi)的水或色拉油良好接觸，兩只溫度傳感器通過數(shù)據(jù)采集線與計(jì)算機(jī)相連接。在計(jì)算機(jī)上打開與此儀器配套的專用軟件，點(diǎn)擊“開始記錄”，同時(shí)打開紅外加熱器開關(guān)，對(duì)盛有水和油的試管進(jìn)行加熱，在計(jì)算機(jī)上可以得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖線?！纠}1】下列事例能說明物質(zhì)吸收的熱量與物質(zhì)種類有關(guān)的是（）A．質(zhì)量相等的水，溫度升高5℃，它們吸收的熱量相等B．質(zhì)量相等的水和煤油，溫度都升高5℃，水吸收的熱量比煤油多C．質(zhì)量相等的水，溫度分別升高10℃和5℃，它們吸收的熱量不相等D．質(zhì)量不相等的水，溫度都升高10℃，它們吸收的熱量不相等【例題2】小明探究不同物質(zhì)吸熱升溫的屬性，他設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.②實(shí)驗(yàn)中除了水和煤油的質(zhì)量相同，還有_______必須相同.

③他得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析表格中數(shù)據(jù)可以得出的初步結(jié)論是：。物質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量m/kg升高溫度Δt/℃加熱時(shí)間t/min水0.1102煤油0.1101④如果加熱相同的時(shí)間，質(zhì)量相同的水和煤油，升高的溫度更高。⑤實(shí)驗(yàn)中有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時(shí)，情況與④結(jié)論不符，你認(rèn)為可能的原因是：________。⑥另一組的小華采用加熱相同時(shí)間比較升高的溫度來進(jìn)行探究，你認(rèn)為他的方案可行嗎？_____（選填“可行”或“不可行”）。探究二、物體內(nèi)能的改變EQ\F(Q,m×Δt)【例題3】某溫泉度假村利用地?zé)崴鳛榉块g洗浴用水，請(qǐng)計(jì)算：質(zhì)量為100kg的地?zé)崴?，溫度?0℃降低到20℃，放出的熱量是多少？［c水=4.2×103J/(kg·℃)］【例題4】在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把一高溫物體投入質(zhì)量為10kg、溫度為20℃的水中，若物體放出的熱量是3.5×106J，不計(jì)熱量損失，則水的溫度會(huì)升高到______℃.［c水=4.2×103J/（kg·℃）］【精講點(diǎn)撥】（1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與是否吸放熱、質(zhì)量、溫度無關(guān)。（2）水的比熱容較大，在溫度變化一定時(shí)，吸收或放出的熱量多，可用來散熱、制冷、調(diào)節(jié)氣溫?！練w納整理】比熱容比熱容①影響吸放熱的因素：物質(zhì)種類、質(zhì)量、升高的溫度。②吸熱公式：Q吸=cm(t-t0)＝cmΔt③放熱公式：Q放=cm(t0-t)＝cmΔt①物質(zhì)的吸熱能力：與質(zhì)量、升高的溫度、物質(zhì)種類有關(guān)。②物理意義：用來比較物質(zhì)吸熱能力的物理量。③定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫這種物質(zhì)的比熱容。④公式：EQ\F(Q,m×Δt)⑤單位：J/（kg·℃）⑥比熱容是物質(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容【課堂練習(xí)】1．下列說法正確的是（）A.一杯煤油用去一半，它的比熱容減為原來的一半B.吸收熱量多的物質(zhì)，比熱容一定大C.高溫物體放出的熱量一定多D.質(zhì)量相等的水和煤油，吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升高的溫度2.下列說法中，能反映物體放出熱量多少跟物質(zhì)種類有關(guān)的是（）A.相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低不同的溫度，放出的熱量不同B.相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，降低相同的溫度，放出的熱量一般不同C.不同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低相同的溫度，放出的熱量不同D.不同質(zhì)量的不同物質(zhì)，降低不同的溫度，放出的熱量一定不同3.生產(chǎn)生活中，我們常利用水的比熱容大這一性質(zhì)。下列事例中與這一性質(zhì)無關(guān)的是（）A.福島核電站受損后灌注海水降溫B.沿海地區(qū)的氣溫變化小C.晚間，在春播秧田里灌水保溫D.在發(fā)燒病人的額頭上擦冷水降溫4.兩個(gè)相同的容器中分別裝入質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體，使用相同的熱源為其加熱，液體溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系如圖1所示，若甲、乙兩液體吸收相同的熱量，則_____液體升高的溫度較多；兩者比較，_____液體更適合作汽車的冷卻劑。圖1圖2圖1