《研究物質(zhì)的比熱容》學習任務單

《研究物質(zhì)的比熱容》學習任務單一、學習目標1.知識與技能目標理解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種特性，能準確說出比熱容的單位及其意義。熟練掌握查物質(zhì)的比熱容表的方法，牢記水的比熱容大小。能夠運用比熱容的知識解釋生活中的相關(guān)熱現(xiàn)象，如海邊晝夜溫差小等。正確理解熱量的計算公式，并能進行簡單的熱量計算。2.過程與方法目標通過設計和進行探究不同物質(zhì)吸放熱性能的實驗，提高實驗設計、操作和分析數(shù)據(jù)的能力。在學習過程中，學會運用控制變量法進行科學探究，培養(yǎng)邏輯思維能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標體會物理知識與生活實際的緊密聯(lián)系，激發(fā)學習物理的興趣。通過小組合作實驗，培養(yǎng)團隊合作精神和交流能力。二、學習重難點1.重點理解比熱容的概念，掌握其單位和意義。運用比熱容知識解釋生活中的熱現(xiàn)象，如不同物質(zhì)在相同條件下溫度變化不同等情況。能夠正確運用熱量計算公式進行計算。2.難點對比熱容概念的深入理解，尤其是理解比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度變化量、吸收或放出熱量的關(guān)系。靈活運用比熱容知識解決實際生活中的復雜熱學問題，如多種物質(zhì)混合時的熱量傳遞和溫度變化等情況。三、學習資源1.教材：滬粵版九年級上冊物理教材。2.實驗器材（可以想象實驗場景）：燒杯、鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、鐘表、天平、攪拌器等。四、學習任務（一）預習任務1.閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，思考以下問題生活中有哪些現(xiàn)象表明不同物質(zhì)在吸收或放出相同熱量時溫度變化不同？（例如，在陽光照射下，沙灘和海水的溫度變化差異）如何通過實驗來探究不同物質(zhì)的吸放熱性能？需要控制哪些變量？2.查閱資料（可以是生活經(jīng)驗或者網(wǎng)絡搜索等），了解至少三種不同物質(zhì)的比熱容，并記錄下來。（二）課堂學習任務1.實驗探究：不同物質(zhì)的吸放熱性能回顧實驗目的：探究質(zhì)量相等的不同物質(zhì)在升高相同溫度時吸收熱量的情況。實驗設計思路我們采用控制變量法。要探究不同物質(zhì)的吸放熱性能，需要控制物質(zhì)的質(zhì)量相同、升高的溫度相同，然后比較它們吸收熱量的多少。在這個實驗中，我們可以用天平來測量物質(zhì)的質(zhì)量，用溫度計來測量溫度。如何讓物質(zhì)吸收熱量呢？我們可以使用相同的酒精燈對不同物質(zhì)進行加熱相同的時間，以此來保證在相同時間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同（這里假設酒精燈在相同時間內(nèi)放出的熱量相同）。那如何比較物質(zhì)吸收熱量的多少呢？我們可以通過觀察溫度計示數(shù)升高的情況來判斷。如果升高相同溫度，加熱時間長的物質(zhì)，吸收的熱量就多，說明它的吸熱本領(lǐng)強。實驗步驟取兩個相同的燒杯，分別裝入質(zhì)量相等的水和砂石。用溫度計測量水和砂石的初始溫度，并記錄下來。用相同的酒精燈對水和砂石同時進行加熱，并且用攪拌器不斷攪拌水和砂石，使它們受熱均勻。在加熱過程中，每隔一定時間（比如1分鐘）記錄一次水和砂石的溫度，直到它們升高相同的溫度（比如升高10℃）。觀察并記錄加熱水和砂石到升高相同溫度時所用的時間。實驗數(shù)據(jù)分析如果加熱相同質(zhì)量的水和砂石升高相同溫度，發(fā)現(xiàn)水加熱的時間更長。這說明質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，在升高相同溫度時，吸收的熱量不相等。2.比熱容概念的學習定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容，用符號c表示。單位：焦耳每千克攝氏度，即J/(kg·℃)。水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，它的意義是1千克的水溫度升高（或降低）1℃時吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。對比熱容概念的理解比熱容是物質(zhì)的一種特性，它只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度變化量、吸收或放出熱量的多少無關(guān)。例如，不管是1克水還是1噸水，其比熱容都是4.2×103J/(kg·℃)。3.利用比熱容知識解釋生活現(xiàn)象解釋海邊晝夜溫差小的原因因為水的比熱容較大，白天，在太陽照射下，海水和沙灘吸收相同的熱量，根據(jù)Q=cmΔT（Q是熱量，c是比熱容，m是質(zhì)量，ΔT是溫度變化量），由于水的比熱容大，所以海水升高的溫度比沙灘小。夜晚，海水和沙灘放出相同的熱量，海水降低的溫度也比沙灘小。所以海邊晝夜溫差小。解釋汽車發(fā)動機用水做冷卻劑的原因汽車發(fā)動機工作時會產(chǎn)生大量的熱，需要及時冷卻。因為水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比，升高相同的溫度時，水吸收的熱量多。所以用水做冷卻劑能夠吸收更多發(fā)動機產(chǎn)生的熱量，從而有效地冷卻發(fā)動機。4.熱量計算公式的學習與應用熱量計算公式：Q=cmΔT。其中Q表示熱量，c表示比熱容，m表示物體的質(zhì)量，ΔT表示溫度的變化量（升高或降低的溫度）。公式變形：如果已知熱量Q、比熱容c和溫度變化量ΔT，求質(zhì)量m，可以得到m=Q/(cΔT)；如果已知熱量Q、質(zhì)量m和比熱容c，求溫度變化量ΔT，可以得到ΔT=Q/(cm)。簡單計算示例已知水的質(zhì)量m=2kg，溫度升高了ΔT=5℃，水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，求水吸收的熱量Q。根據(jù)公式Q=cmΔT，可得Q=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×5℃=4.2×10?J。（三）課后學習任務1.基礎鞏固完成教材上相關(guān)的課后練習題，如根據(jù)比熱容的概念判斷一些說法的正誤，利用熱量計算公式進行簡單計算等。已知一種物質(zhì)的比熱容為c=0.88×103J/(kg·℃)，質(zhì)量m=3kg，溫度降低了ΔT=10℃，求這種物質(zhì)放出的熱量Q。（答案：Q=cmΔT=0.88×103J/(kg·℃)×3kg×10℃=2.64×10?J）2.拓展提升探究不同狀態(tài)（如固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）下同一物質(zhì)的比熱容是否相同。可以通過查閱資料或者進一步設計簡單實驗（如果有條件的話）來進行探究。思考如果有兩種不同物質(zhì)混合在一起，已知它們的比熱容、質(zhì)量和初始溫度，當達到熱平衡時，如何計算它們的最終溫度？可以嘗試自己推導相關(guān)公式。3.實踐應用觀察生活中還有哪些地方應