13《比热容》课件.ppt

第三节第三节 比比 热热 容容为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢? ?生活体会：生活体会：傍晚，沙子变凉了，海水却很暖和。傍晚，沙子变凉了，海水却很暖和。 猜想：猜想：可能沙子吸热升温或放热降温都比水快。可能沙子吸热升温或放热降温都比水快。问题：问题：夏天的中午，沙子很烫，海水很凉。夏天的中午，沙子很烫，海水很凉。 （1 1）烧开一壶水与烧开半壶水）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？需要的热量一样多吗？一、物体吸热与哪些因素有关一、物体吸热与哪些因素有关（2）把一壶水烧开与烧成温）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？水需要的热量一样多吗？1 1、吸收的热量与、吸收的热量与质量、升高的温度质量、升高的温度有关有关。结论：2 2、物体吸收的热量还与物质的种类有关。、物体吸收的热量还与物质的种类有关。将质量相同的铜块和铁将质量相同的铜块和铁块加热，升高相同的温块加热，升高相同的温度，需要的热量一样多度，需要的热量一样多吗？吗？为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢? ?探究探究: :不同物质的吸热能力不同物质的吸热能力夏天的中午，沙子很烫，海水很凉。夏天的中午，沙子很烫，海水很凉。 探究水和沙子的探究水和沙子的吸热能力吸热能力 （1）如果加热方式不同，对实验结果有影响吗？如果加热方式不同，对实验结果有影响吗？目的：使沙子和水在目的：使沙子和水在相同时间相同时间内，吸收的热量内，吸收的热量相同相同。沙子和水沙子和水吸热的多少吸热的多少是通过是通过来反映的。来反映的。吸热能力即吸收热量的能力在相同条件下，吸收热量越多，吸热能力越强。在相同条件下，吸收热量越多，吸热能力越强。1、分析、分析（2）如果沙子和水的质量不同，会不会对如果沙子和水的质量不同，会不会对实验结果有影响？实验结果有影响？ （3）如何比较它们的吸热能力？如何比较它们的吸热能力？秒表、天平。秒表、天平。测量器材测量器材:秒表、天平、秒表、天平、 温度计。温度计。材料材料升高升高5所需所需时间时间/s 升高升高10所需所需时间时间/s 升高升高15所需所需时间时间/s 水水60120180铁砂铁砂71421 质量相等质量相等的水和铁砂的水和铁砂升高相同的温度升高相同的温度，水水比比铁砂铁砂需要的时间长需要的时间长， 质量相等的质量相等的不同不同物质，升高相同的温度时，吸收物质，升高相同的温度时，吸收的热量的热量不相等不相等；即水吸收的热量更多即水吸收的热量更多。 一般不同。一般不同。不同物质的吸热能力不同物质的吸热能力吸热能力强的物质升温吸热能力强的物质升温 慢。慢。用来描述物质的吸热能力，用来描述物质的吸热能力，用用c表示。表示。1kg的某种物质温度升高的某种物质温度升高1吸收的热量叫吸收的热量叫做这种物质的比热容。做这种物质的比热容。质量为质量为m的某种物质从外界吸收热量的某种物质从外界吸收热量Q Q，温度升高了，温度升高了tt，则，则 即是这种物质的比热容。即是这种物质的比热容。Qmtc=Qmt一些物质的比热容c/J(kg0C)-1水水4.2103沙石0.92103酒精2.4103铝0.88103甘油2.4103干泥土0.84103煤油2.1103铁、钢0.46103冰冰2.1103铜0.39103蓖麻油1.8103水银0.141031下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A 物质吸物质吸热越多，比热容越大热越多，比热容越大 B物质物质温度变化越小，温度变化越小，比热容越大比热容越大 C一瓶水用掉一半，因质量变小了，所以一瓶水用掉一半，因质量变小了，所以比热容比热容就变大了就变大了 D相同质量的不同种物质，升高相同温度吸收的热量越少，比相同质量的不同种物质，升高相同温度吸收的热量越少，比热容就越小热容就越小 D练一练练一练c=Qmt2、由公式、由公式 可知可知 ,正确的是正确的是 ( )A、比热容与吸收的热量成正比、比热容与吸收的热量成正比B、比热容与质量成反比、比热容与质量成反比C、比热容与升高的温度成反比、比热容与升高的温度成反比D、比热容与、比热容与Q Q、m、 t都无关，是物质的一种特性都无关，是物质的一种特性 DB比热容的利用 花生、栗子 等干果常常用干净的沙子来炒 种植花草树木，能有效地改善气候比热容的利用 工厂里的冷却塔大多用水作为冷却介质比热容的利用汽车发动机为什么用汽车发动机为什么用水水进行冷却？进行冷却？ 因为因为水的比热水的比热容容较大较大，当其循环通过汽车，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较高的发动机发动机时，能从温度较高的发动机吸收更吸收更多的热量多的热量，从而达到较好的冷却效果。，从而达到较好的冷却效果。 (1)海陆风和陆海风白天： 、“水的比热容较大水的比热容较大”在生活中的实例在生活中的实例夜晚：海陆风海陆风陆海风陆海风(2)(2)用热水取用热水取暖暖 因为因为水的比热容较大水的比热容较大，质量相同质量相同的水和其他液体的水和其他液体降低相同的温度时降低相同的温度时，水放出的热量更多水放出的热量更多。(3) (3) 用用水水冷却汽车发动机冷却汽车发动机 因为因为水的比热水的比热容容较大较大，当其循环通过汽车，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较高的发动机发动机时，能从温度较高的发动机吸收更吸收更多的热量多的热量，从而达到较好的冷却效果。，从而达到较好的冷却效果。(4)(4)沿海地区昼夜温差比内陆地区沿海地区昼夜温差比内陆地区。小小 傍晚傍晚时在秧田里灌水，是因为水的比时在秧田里灌水，是因为水的比热容较热容较 （大（大/小），小），放热放热降温较降温较_ （慢（慢/快），秧田的温度较快），秧田的温度较 （高（高/低），低），不至于不至于冻坏秧苗冻坏秧苗。 白天白天把水放掉，是因为泥土的比热把水放掉，是因为泥土的比热 容容 （大（大/小），小），吸热吸热升温升温 （快（快/慢），有利于秧苗的生长。慢），有利于秧苗的生长。大大慢慢高高小小快快小华在互联网上查到一段资料：据有小华在互联网上查到一段资料：据有关专家预测，我国目前最大的水电站关专家预测，我国目前最大的水电站三峡水电站建成后，三峡水电站建成后，三峡库区三峡库区的气候会受的气候会受到一定的影响，到一定的影响，夏天气温将比原来下降夏天气温将比原来下降22左右左右，而，而冬天气温比原来升高冬天气温比原来升高22左右左右。你。你认为专家的这种预测其理论依据是什么认为专家的这种预测其理论依据是什么? ?（6）调节气候）调节气候“水的比热容大水的比热容大” 的应用：的应用：（1）可作冷却剂）可作冷却剂（2）热水取暖）热水取暖 (3) 调节气候调节气候归纳：归纳：CA B C D以下四种现象中，与水的比热容无关以下四种现象中，与水的比热容无关的是的是( )A汽车的发动机用循环流动的水来冷却汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B生活中往往用热水取暖生活中往往用热水取暖C夏天洒水降温夏天洒水降温 D滩涂湿地温差小滩涂湿地温差小牛刀小试牛刀小试知道了水的比热容是知道了水的比热容是4.2103 J/(kg )，你能根据它的物理意，你能根据它的物理意义计算出义计算出2 kg的水，温度从的水，温度从20 升高到升高到80 ，需要吸收的热量吗？，需要吸收的热量吗？吸收的热量吸收的热量=4.2103 J/(kg)2 kg(80 - -20 ) =5.04105 J提炼公式提炼公式吸收的热量吸收的热量=比热容比热容质量质量升高的温度升高的温度三、热量的计算三、热量的计算吸吸cm(t-tcm(t-t0 0) )放放cm(tcm(t0 0-t)-t)Q: 热量热量 c: 比热容比热容 m:质量质量 t0：初温：初温 t: 末温末温Q Q=cmtt表示：表示：变化的温度变化的温度Q=cmQ=cmt区分：升高了10升高到10t = 10t = 10公式推导：c=Qmtm=Q ctt=Q cm例例1:1:在一标准大气压下在一标准大气压下, ,把把5Kg5Kg、2020的水烧开的水烧开, , 水需要水需要吸收多少热量吸收多少热量? ? 解解: Q: Q吸=cm(t-t=cm(t-t0 0) ) =4.2X10 =4.2X103 3J/(kgJ/(kg )X5kgX(100)X5kgX(100 -20)-20) =1.68X10 =1.68X106 6J J已知：已知：t t0 0=20=20，t=100t=100，m=5kgm=5kg，c=4.2X10c=4.2X103 3J/(kgJ/(kg) )求：求：Q Q吸吸1.68X101.68X106 6J J，为什么？为什么？ 答：答：例例2 2：质量为：质量为1000g1000g的铁块的铁块，温度，温度从从1010升高升高了了2020需要吸收多少热量。需要吸收多少热量。 铁铁=0.46103(kg )9.29.210103 3J J 2kg 2kg的某种液体，温度由的某种液体，温度由2020升高到升高到3030，吸收了，吸收了8.48.410104 4J J的的热量，求液体的比热容是多少？热量，求液体的比热容是多少？4.2103(kg )1、一个质量为、一个质量为250 g的钢件，加热到的钢件，加热到560 ，然，然后在空气中自然冷却，室温为后在空气中自然冷却，室温为20 ，这个钢件在冷，这个钢件在冷却过程中放出多少热量却过程中放出多少热量? Q Q放放 = cm(t0- -t) =0.46103 J/(kg)0.25 kg(560 - -20 ) =6.21104 J钢的比热容为钢的比热容为0.46103 J/(kg)解：解：练一练练一练2 2、若要将、若要将2.5kg2.5kg初温为初温为2020的水加热到的水加热到80,80,至少需至少需要燃烧多少要燃烧多少m m3 3的液化气的液化气（ 液化气的热值是液化气的热值是5.05.010107 7J/ mJ/ m3 3 ）1.261.261010-2-2变形题：若液化气燃烧放出的热量有变形题：若液化气燃烧放出的热量有70被水吸收，被水吸收，则需要燃烧多少则需要燃烧多少m3 的液化气？的液化气？1.81.81010-2-2正确理解热量的计算公式：正确理解热量的计算公式：Q=cmt（1）由该公式可知，物体温度改变时吸收或放出）由该公式可知，物体温度改变时吸收或放出的热量只由物质的的热量只由物质的比热容比热容、物体的、物体的质量质量和物体和物体温度温度改变量改变量这三个因素决定，与物体的这三个因素决定，与物体的初温初温、末温末温的高的高低低无关无关。（2）应用热量公式时，对有关温度的文字叙述应）应用热量公式时，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套特别谨慎，不可乱套。“升高升高”、“升高了升高了”和和“降低降低”、“降低了降低了”对应的都是温度的改变量对应的都是温度的改变量t，而不是温度而不是温度t；而；而“升高到升高到”、“降低到降低到”对应的对应的则是物体的末温则是物体的末温t（3）应用热量公式代入运算时，各物理量的单位）应用热量公式代入运算时，各物理量的单位必须必须统一为国际单位。统一为国际单位。例例1有一高温物体被投入质量为有一高温物体被投入质量为100g、温度为、温度为20 的水中，如果传给水的热量是的水中，如果传给水的热量是2.1104J，则水的温度会，则水的温度会升高到多少升高到多少? 答：答：水的温度会升高到70。t=Q cm=2.110104 4J J4.2103J/(kg) 0.1kg= 50t= t0+t= 205070解：由公式解：由公式Q=cmt变形可得变形可得热平衡（补充）热平衡（补充） 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低。低温物体吸收热量，将放出热量，温度降低。低温物体吸收热量，温度升高，最后两物体温度相同，这时两物体温度升高，最后两物体温度相同，这时两物体达到了热平衡。达到了热平衡。热平衡的唯一标志是两物体热平衡的唯一标志是两物体温温度相同。度相同。 如果在热传递过程中，两个物体之间只有热如果在热传递过程中，两个物体之间只有热传递，没有热量的损失，则有传递，没有热量的损失，则有Q吸吸=Q放放，这称为，这称为热平衡方程。热平衡方程。例例2将质量为将质量为0.5kg，温度，温度95的水与质量为的水与质量为3.6kg，温，温度为度为20的沙子充分混合，测得混合温度为的沙子充分混合，测得混合温度为50。假设。假设水放出的热量全部传给沙子，那么沙子的比热容是多少？水放出的热量全部传给沙子，那么沙子的比热容是多少？解：解： 水放出的热量为：水放出的热量为：Q放=c水m水t 水 =4.2103J/（kg）0.5kg（9550） =9.45104J 沙子吸收的热量为：Q吸= Q放=9.45104J又Q吸=c沙m沙t 沙 =0.875103J/（kg）答：答：沙子的比热容是0.875103J/（kg).c沙=Q吸m沙t沙沙）（20506 . 31045. 94kgJ综合应用综合应用Q Q吸吸=cmt和和Q Q放放=mq q（或（或Q Q放放=Vq q）进行）进行相关计算相关计算（1 1）燃料燃烧放出的热量一般不会完全被吸收，所以）燃料燃烧放出的热量一般不会完全被吸收，所以通常通常Q Q吸吸Q Q放放，用，用Q Q吸吸= =Q Q放放表示（表示（1 1），只有当题目），只有当题目中说明中说明“不计热损失不计热损失”或或“放出的热量完全被吸收放出的热量完全被吸收”时，可以认为时，可以认为Q Q吸吸=Q=Q放放。（2 2）Q Q吸吸=cmt=cmt、Q Q放放=mq=mq和和Q Q吸吸=Q=Q放放可以得到：可以得到：cmt=mq q（当（当“不计热损失不计热损失”时，时，取取1 1，此等式，此等式中六个物理量，任意知道五个物理量，就可以求出第中六个物理量，任意知道五个物理量，就可以求出第六个物理量。六个物理量。例例3小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20加热到60，这些水吸收的热量是多少？（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0107J/kg）解解:（1）水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0） =4.2103J/（kg）100kg（60-20） =1.68107J （2）答：答：水吸收的热量是1.68107J；每天可节约液化石油气0.3kg。JJQQ77104 . 2%701068. 1吸放kgkgJJqQm3 . 0/100 . 8104 . 273气放气例例4 4、焦炭的热值是、焦炭的热值是3 310107 7J/kgJ/kg，完全燃烧，完全燃烧2kg2kg焦焦炭放出的热量是多少炭放出的热量是多少J J？若这些热量？若这些热量4242被水吸收，被水吸收，在一个标准大气压下可使在一个标准大气压下可使2525、50kg50kg的水温度升的水温度升高多少高多少？6 610107 7J J75若是用一定质量的某种燃料燃烧给一定质量的液体若是用一定质量的某种燃料燃烧给一定质量的液体（如水）加热，求液体升高的温度时，还要考虑（如水）加热，求液体升高的温度时，还要考虑计计算出的末温是否超过了该液体的沸点算出的末温是否超过了该液体的沸点，若超过了若超过了，由于液体沸腾后虽然吸收热量但温度不再上升，所由于液体沸腾后虽然吸收热量但温度不再上升，所以以升高的温度只能取沸点与初温之差升高的温度只能取沸点与初温之差。温馨提示：温馨提示：分别用两个完全相同的热得快，同时给分别用两个完全相同的热得快，同时给质量和初始温度都相同的质量和初始温度都相同的A A、B B两种液体加两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所热，它们的温度随时间变化的图像如图所示，谁的比热容大？示，谁的比热容大？温度温度/ /时间时间/minA B一、图像题：一、图像题：t0tBtA2.2.甲乙两物体的质量之比为甲乙两物体的质量之比为3:3:5 5，吸收相同，吸收相同热量后，乙升高的温度为甲的热量后，乙升高的温度为甲的2/52/5，则甲乙，则甲乙的比热容之比为的比热容之比为_。2:31.1.甲乙两物体比热容之比为甲乙两物体比热容之比为1:31:3，质量之，质量之比为比为2 :32 :3，若两者吸收热量之比为，若两者吸收热量之比为2 :52 :5，则甲乙两物体升高的温度之比为则甲乙两物体升高的温度之比为 . .9:59:5二、比值题：二、比值题：3 3、铜的比热容是铅的、铜的比热容是铅的3 3倍，一铜块吸热后倍，一铜块吸热后温度由温度由3030升高到升高到5050，一个，一个2020的铅块的铅块吸收相同的热量后，温度升高了吸收相同的热量后，温度升高了5050，则，则铜与铅的质量之比是铜与铅的质量之比是 ， 若降低相同的温度，则铜块与铅放出若降低相同的温度，则铜块与铅放出热量之比是热量之比是 。5：65：21 1、一块金属的温度从、一块金属的温度从3030上升到上升到50 50 ，所吸，所吸收的热量为收的热量为Q Q1 1，从，从90 90 降低到降低到70 70 ，所放出，所放出的热量为的热量为Q Q2 2，则（，则（ ）A.QA.Q1 1Q Q2 2 B.QB.Q1 1Q Q2 2 C.QC.Q1 1Q Q2 2 D.D.无法比较无法比较C2 2、已知、已知c c水水c c煤油煤油c c干泥土干泥土，如果让质量初温相，如果让质量初温相同的水、煤油、干泥土吸收相同的热量，那么同的水、煤油、干泥土吸收相同的热量，那么末温最高的是（末温最高的是（ ）A.A.水水 B. B. 煤油煤油 C.C.干泥土干泥土 D. D. 无法判断无法判断C三、比较题：三、比较题：3 3、相同质量的铜和铝，初温相同，吸收、相同质量的铜和铝，初温相同，吸收相同的热量后，相同的热量后， 再把他们放在一起，热量会再把他们放在一起，热量会从哪个物体传向哪个物体？从哪个物体传向哪个物体？ （c c铜铜cc铝铝）铜铜铜铜热量从热量从铜铜传向传向铝铝。 放出热量，内能减小。放出热量，内能减小。 吸收热量，内能增大。吸收热量，内能增大。 的末温高。的末温高。 升温多。升温多。铜铜铝铝、质量和温度相同的铜块和水，使它们分别、质量和温度相同的铜块和水，使它们分别放出相同的热量后，将铜块迅速放入水中，它放出相同的热量后，将铜块迅速放入水中，它们的内能变化正确的是（们的内能变化正确的是（ ） A A、铜块的内能减小，水的内能增大、铜块的内能减小，水的内能增大 、铜块的内能增大，水的内能减小、铜块的内能增大，水的内能减小、铜块和水的内能都增大、铜块和水的内能都增大 、铜块和水的内能都减小、铜块和水的内能都减小5.5.用两个完全相同的电加热器分别给水用两个完全相同的电加热器分别给水和煤油加热，在此过程中，水和煤油的和煤油加热，在此过程中，水和煤油的温度升高得一样快。由此可以判定温度升高得一样快。由此可以判定（ ）A.A.水的体积小于煤油的体积水的体积小于煤油的体积B.B.水的体积大于煤油的体积水的体积大于煤油的体积C.C.水的质量小于煤油的质量水的质量小于煤油的质量D.D.水的质量大于煤油的质量水的质量大于煤油的质量C C计算题：计算题：1.1.在通常情况下，在通常情况下，1010、500g500g的水吸收的水吸收1.681.6810105 5J J的的热量后，水的温度升高多少？热量后，水的温度升高多少？2 2、 0.8kg0.8kg的冰吸收的冰吸收8.48.410103 3J J的热量后，温度变的热量后，温度变为为-4-4，求冰的初温。，求冰的初温。3 3、质量是、质量是500g500g的铝壶里装的铝壶里装2kg2kg的水，把这壶水从的水，把这壶水从2020加热到加热到70 70 ，铝壶和水共要吸收多少热量？，铝壶和水共要吸收多少热量？4、用酒精灯来加热水，若酒精燃烧产生的热量有、用酒精灯来加热水，若酒精燃烧产生的热量有50被水吸收，现在把被水吸收，现在把0.5kg、20的水加热到的水加热到100，需，需要燃烧多少克酒精？（酒精的热值为要燃烧多少克酒精？（酒精的热值为3.03.010107 7J/kg)J/kg)铝的比热容为铝的比热容为0.88103 J/(kg)5 5、把、把200g200g铅加热到铅加热到98 98 ，然后投入到温度为，然后投入到温度为12 12 的的80g80g水里，混合后的温度为水里，混合后的温度为18 18 ，若不计热量，若不计热量损失，求铅块的比热容。损失，求铅块的比热容。6 6、质量为、质量为100g100g的铁块，放在炉子上加热相当长的时的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出，立即投入质量为间后取出，立即投入质量为250g250g，温度为，温度为2020的水的水中，水的温度最后升高到中，水的温度最后升高到6060，若不计热量损失，若不计热量损失，求炉子的温度。求炉子的温度。铁的比热容为铁的比热容为0.46103 J/(kg)