133比熱容-2023-2024學(xué)年九年級物理全冊舉一反三（原卷版）（人教版）

13.3比熱容（原卷版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道比熱容的概念、物理意義；2.知道水的比熱容較大，水在生活中的廣泛應(yīng)用；3.能用比熱容解釋簡單的自然、生活中的現(xiàn)象，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解決簡單的問題；4.會設(shè)計(jì)并進(jìn)行“比較不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)；5.能夠利用吸熱、放熱公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。要點(diǎn)一比熱容概念比熱容概念：（1）在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量。溫度不同的兩個(gè)物體相互接觸，高溫物體內(nèi)能減少，低溫物體內(nèi)能增大；對物體做功時(shí)，物體內(nèi)能會增大，物體對外做功時(shí)，物體內(nèi)能會減少。（2）比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度和吸熱、放熱的多少無關(guān)。（3）水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J?！疽c(diǎn)詮釋】1.一定質(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做這種物質(zhì)的比熱容，用符號c表示。比熱容是物質(zhì)的特性之一，所以某種物質(zhì)的比熱容不會因?yàn)槲镔|(zhì)吸收或放出熱量的多少而改變，也不會因?yàn)橘|(zhì)量的多少或溫度變化的多少而改變。也就是說，比熱容的大小只與物質(zhì)的種類及其狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)）有關(guān)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度的變化無關(guān)。在國際單位制中，比熱容的單位是：焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)。2.比熱容的大小與物質(zhì)的種類和物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。不同物質(zhì)的比熱容一般不同。同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下，比熱是一個(gè)不變的定值。如果物質(zhì)的狀態(tài)改變了，比熱容的大小隨之改變，如水變成冰。3.水的比熱容較大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個(gè)特征對氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時(shí)，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高的慢，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化小，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中，夏季內(nèi)陸比沿海炎熱，冬季內(nèi)陸比沿海寒冷。水比熱容大的特點(diǎn)，在生產(chǎn)生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)等機(jī)器，在工作時(shí)要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬季也常用熱水取暖。【例】（2023·宜昌）在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量和初溫相同的水和某種液體，用兩個(gè)完全相同的電加熱器對其加熱，每隔一段時(shí)間用溫度計(jì)分別測量它們的溫度，并畫出了溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖，由圖像可知（）。A.a液體比熱容?。籅.b液體是水；C.0~3min內(nèi)a液體吸收的熱量少；D.升高相同的溫度時(shí)，b液體吸收的熱量少【變式1】（2023·廣州）以下過程不發(fā)生物態(tài)變化，初溫相同的兩塊金屬甲、乙吸收了相同熱量，甲的末溫比乙的低，那么初溫相同的甲、乙放出相同熱量（）。A.甲末溫比乙的低，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個(gè)大；B.甲的末溫比乙的高，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個(gè)大；C.甲的末溫比乙的高，且可以判斷甲、乙比熱容哪一個(gè)大；D.無法判斷甲、乙的末溫哪一個(gè)高，且無法判斷甲、乙比熱容哪一個(gè)大【變式2】（2023·常德）下表是一些物質(zhì)的比熱容[單位J/(kg·℃)]，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和生活現(xiàn)象，下列判斷中正確的是（）。水4.2×103鋁0.88×103煤油、冰2.1×103鐵、鋼0.46×103砂石約0.92×103銅0.39×103A.不同種類的物質(zhì)，比熱容一定不同；B.比熱容與物質(zhì)物質(zhì)的狀態(tài)無關(guān)；C.質(zhì)量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊的末溫更低；D.沿海地區(qū)晝夜溫差小，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大【變式3】（2023·錦州）小明同學(xué)取a、b兩種粉末各50g，利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”:（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的溫度一時(shí)間圖像，由圖像可以判斷_________物質(zhì)是晶體，第6min時(shí)a物質(zhì)為_________態(tài)，a物質(zhì)第9min時(shí)的內(nèi)能_________（選填“大于”、“小于”或“等于”）第3min時(shí)的內(nèi)能；（2）某時(shí)刻，溫度計(jì)的示數(shù)如圖所示，為_________℃；若a物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的比熱容為1.0×103J/（kg·℃），則該物質(zhì)熔化后，液態(tài)時(shí)的比熱容為_________J/（kg·℃）。要點(diǎn)二比熱容的應(yīng)用與熱量計(jì)算熱量的簡單計(jì)算：熱量的計(jì)算：(1)吸熱：Q吸=cm△t=cm(tt0)；（2）放熱：Q放=cm△t=cm(t0t)。其中：Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）m—質(zhì)量，單位：千克（kg）△t—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。【要點(diǎn)詮釋】1.與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比，水的比熱容在常見的物質(zhì)中是比較大的。動物體中70%左右是水，例如黃牛。與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比，水吸收(或放出)相同的熱量，升高(或降低)的溫度相對較小。體型較大的溫血動物體內(nèi)水分多，對維持自身的體溫有優(yōu)勢。2.水是生命之源，人的生活離不開水，冬天人們用熱水流過散熱器來取暖，用熱水的好處是由于相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比，降低相同的溫度，由于水的比熱容大，水放出的熱量多，所以用熱水流過散熱器來取暖。3.炒栗子時(shí)里面加沙子有何作用?炒栗子時(shí)，栗子表面與熱鍋的接觸面積很小，不利于傳熱。沙子的顆粒小可以填塞栗子間的空隙，這些被炒熱的沙子大大增加了對栗子傳熱的面積，使栗子能均勻受熱。另外，沙子的比熱容較小，吸熱時(shí)升溫較快，可縮短炒熟的時(shí)間。也可以節(jié)能。4.城市種植花草樹木，提高綠地覆蓋率，修建人工湖，擴(kuò)大水域面積，大大改善了市民的居住環(huán)境，讓全市民享受到了“綠城”帶來的實(shí)惠。從物理角度講，花草樹木對聲音有一定的吸收作用，起到減弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比熱容較大，吸收或放出熱量時(shí)，水的溫度變化較小，即溫差小，有恒溫作用。5.夏日，在烈日暴曬下，游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳，而池中的水卻不怎么熱，這是因?yàn)橘|(zhì)量相等的水和混凝土，照射同樣的時(shí)間，吸收相同熱量，由于水的比熱容較大，水的溫度升高較小。因此，池水的溫度比混凝土低，所以在烈日暴曬下，游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳，而池中的水卻不怎么熱?！纠浚?023·泰安）質(zhì)量均為0.5kg的水和另一種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等，它們溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。已知水的比熱容，。下列說法中（）。①甲物質(zhì)是水；②0~12min乙溫度降低了20℃；③0~12min甲放出了的熱量；④乙物質(zhì)的比熱容為A.只有①②正確 B.只有②④正確C.只有①③正確 D.只有①④正確【變式1】（2023·煙臺）淡水資源的短缺已越來越成為制約社會發(fā)展的重要因素，從海洋里獲取淡水，對解決淡水危機(jī)具有重要意義。用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？小明進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，向大試管中加入的食鹽水，組裝好器材后，用酒精燈加熱，一會兒看到小試管內(nèi)出現(xiàn)淡化后的水。則加入的食鹽水質(zhì)量為______g；當(dāng)食鹽水從升高到的過程中，吸收的熱量約為______J（不考慮食鹽水質(zhì)量的改變）。在淡化過程中，水蒸氣變成水是______現(xiàn)象(填物態(tài)變化名稱)。[食鹽水比熱容近似為，食鹽水的密度取]【變式2】（2023·連云港）沿海地區(qū)的晝夜溫差較小，而內(nèi)陸地區(qū)（尤其是沙漠）的晝夜溫差較大，這主要是因?yàn)椋ǎ?。A.水的內(nèi)能多，沙石的內(nèi)能少 B.水的導(dǎo)熱性好，沙石的導(dǎo)熱性差C.水的比熱容大，沙石的比熱容小 D.水吸收的熱量多，沙石吸收的熱量少【變式3】（2023·揚(yáng)州）下列與比熱容有關(guān)的生活現(xiàn)象，描述正確的是（）。A.沙漠地區(qū)晝夜溫差?。籅.汽車發(fā)動機(jī)常用水做冷卻劑；C.在太陽光的照射下，干泥土比濕泥土升溫慢；D.“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”是我國沿海地區(qū)的生活寫照要點(diǎn)三比較不同物質(zhì)吸熱能力實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坎煌矬w的吸熱能力?！緦?shí)驗(yàn)器材】相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、溫度計(jì)、攪拌器兩套，火柴、秒表、水和另一種液體（如煤油）?！緦?shí)驗(yàn)步驟】一、按圖組裝器材。二、取質(zhì)量相同的水和煤油（60g），常溫下待溫度穩(wěn)定后（控制兩種液體初溫相同），測出兩種液體的溫度，并計(jì)入表格。三、點(diǎn)燃酒精燈，同時(shí)給水和煤油加熱，加熱時(shí)間為5分鐘，測量此時(shí)兩種液體溫度并計(jì)入表格。四、實(shí)驗(yàn)表格（參考數(shù)據(jù)）物質(zhì)種類質(zhì)量/g初溫/°C末溫/°C溫升/°C加熱時(shí)間（min）水602040205煤油602056365…五、整理器材。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】質(zhì)量相同的水和另一種液體（如煤油），吸收相同的熱量，煤油的溫度升高較大。2.考查內(nèi)容考查方向解答思路兩套裝置相同目的在相同時(shí)間內(nèi)，液體吸收熱量相同控制兩種裝置相同的量保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論可靠性，酒精燈火焰大小、液體質(zhì)量和初溫實(shí)驗(yàn)方法控制變量法兩種液體吸收熱量能力是通過什么反映的溫度升高值實(shí)驗(yàn)中不停攪拌液體的目的液體上下溫度均勻如果要使水和煤油的最后溫度相同如何操作給水繼續(xù)加熱溫升相同那種液體吸收熱量多水哪種液體的吸熱能力強(qiáng)水表示不同物質(zhì)吸熱能力的物理量比熱容吸收熱量計(jì)算利用比熱容公式進(jìn)行計(jì)算安裝順序自下而上【例】（2023·益陽）某小組同學(xué)為了比較水和沙石的比熱容大小，在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相同的水和沙石，用相同的酒精燈加熱。（1）小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其中有一處明顯的錯(cuò)誤，錯(cuò)誤之處是_________；（2）更正錯(cuò)誤后，加熱相同的時(shí)間，沙石升高的溫度比水多，說明沙石的比熱容比水______（選填“大”或“小”）；（3）比較全班不同小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)各小組之間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大的不同，可能原因是________（請寫出一條）?！咀兪?】（2023·通遼）如圖所示，在“比較不同物質(zhì)吸熱情況”的實(shí)驗(yàn)中，各取質(zhì)量為50g、初溫為20℃的水和食用油分別裝在兩個(gè)相同的燒杯中，用兩個(gè)相同的酒精燈加熱，每隔1min記錄一次數(shù)據(jù)，如下表所示。物質(zhì)加熱時(shí)間/min消耗酒精/g末溫度/℃物質(zhì)加熱時(shí)間/min消耗酒精/g末溫度/℃食用油10.554水10.53521.08821.05031.512231.565（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，__________（選填“水”或“食用油”）吸熱能力更強(qiáng)；（2）實(shí)驗(yàn)中主要用到的科學(xué)探究方法有控制變量法和__________法；（3）根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，則2min內(nèi)食用油吸收的熱量是__________J，所使用的酒精燈的加熱效率為__________（q酒精=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)）?！咀兪?】（2023·綏化）如圖是“探究水和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)記錄如下表：物質(zhì)初溫/℃加熱時(shí)間/min末溫/℃水20430煤油20440（1）實(shí)驗(yàn)中利用相同規(guī)格的電加熱器給水和煤油加熱，需要控制水和煤油的______（選填“質(zhì)量”或“體積”）相等；（2）本實(shí)驗(yàn)是通過比較______來反映水和煤油吸熱能力的強(qiáng)弱；分析數(shù)據(jù)可知______（選填“水”或“煤油”）的吸熱能力較強(qiáng)；（3）若實(shí)驗(yàn)中水的質(zhì)量是200g，加熱4min，水吸收的熱量為______J；（4）汽車發(fā)動機(jī)用水作冷卻劑，這是利用了水______的性質(zhì)。【變式3】（2023·隨州）某實(shí)驗(yàn)小組用規(guī)格完全相同的實(shí)