研究物质比热容沪粤新.pptx
我们知道：1Kg1Kg水温度升高（或降低）11需要吸收（或放出）的热量是4.2104.2103 3J J；那么，1Kg1Kg砂石温度升高（或降低）11需要吸收（或放出）的热量也是4.2104.2103 3J J吗？我们还是先从一个奇妙的自然现象开始探究吧！在同一纬度的同一天，某一沿海地区和某沙漠地区的昼夜气温变化情况如下图：第1页/共28页 为什么在同一天内，同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会有如此大的差异呢?一、探究物体的吸、放热性能活动1 1：探究水和砂石的吸、放热性能 海滨地区的主要物质是什么？沙漠地区的主要物质是什么？猜想与假设 海滨地区日温差小，沙漠地区日温差大，可能是由于什么原因造成的？可能由于海滨中的水吸热时升温慢，放热时降温慢；沙漠中的砂石吸热时升温快，放热时降温快造成的。第2页/共28页制定计划与设计实验 （1 1）选水和砂石为研究对象来做这个实验时，水和砂石的哪些量应该相同？（2 2）若用相同的酒精灯对水和砂石加热，水和砂石吸收热量的多少通过什么来判断？有什么要求？质量相同酒精灯的火焰大小要相同规格相同初温相同加热的时间（3 3）对装水和砂石的烧杯规格有什么要求？为什么？（4 4）实验需要测量哪些量？需要哪些器材？升高的温度水和砂石的质量加热的时间第3页/共28页（5 5）应该按照怎样的步骤进行实验？天平、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、停表、水、砂石、玻璃棒按如图组装器材；用天平分别称出100g100g的水和砂石，分别倒入两个烧杯中；记录水和砂石开始时的温度；用相同的酒精灯对水和砂石加热，记录在加热1min1min、2min2min、3min 3min 时水和砂石各自升高的温度。第4页/共28页 加热的 时间t tminmin升高的温度tt物质 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 水 砂石（6 6）设计记录表格进行实验与收集证据实验指导：加热时，使用玻璃棒不断搅拌。目的是：使沙子或水受热均匀。第5页/共28页 加热的 时间t tminmin升高的温度tt物质 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 水 5 51010161621.521.527.527.5 砂石 7 71616262638385151实验数据记录分析与论证与得出结论（1 1）吸收相同热量时，谁升温更快？砂石 （2 2）如果要使水和砂石升高相同的温度，谁需要的时间更长？水第6页/共28页 这说明：质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量是不同的。为了反映不同物质的吸热（或放热）本领是不同的，我们引入了一个新的物理量比热容。质量相等的不同物质，降低相同的温度时，放出的热量也是不相等的 。实验表明：物体温度升高时吸收的热量，不仅跟质量及升高的温度有关，还跟物质的种类有关。评估与交流 （1 1）水和砂石谁的吸热能力强？(2(2）如何科学地比较不同物质的这种特性呢？第7页/共28页 若若“相同质量相同质量”都取都取1Kg1Kg，即，即单位质量，单位质量，升高（或升高（或降低）相同的温度都取降低）相同的温度都取11，那么，那么，1Kg1Kg不同物质，温不同物质，温度升高（或降低）度升高（或降低）11 ，吸收（或放出）的热量相等，吸收（或放出）的热量相等吗？吗？怎样表示比热容怎样表示比热容这个物理量这个物理量呢？呢？二、什么是比热容不相等 因此，单位质量某种物质，温度升高（或降低）11所吸收（或放出）的热量就反映了这种物质吸、放热的性能。定义：物理学中，把单位质量的某种物质，温度升高（或降低）11所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c c表示。第8页/共28页读作读作“焦每千克摄氏度焦每千克摄氏度”比热容的单位：J/J/（kgkg）水的比热容为4.2104.2103 3J/J/（kgkg），它表示的物理意义是什么？1Kg1Kg的水温度升高11需要吸收4.2104.2103 3J J的热量水4.2104.2103 3砂石0.92100.92103 3酒精2.4102.4103 3铝0.88100.88103 3煤油2.1102.1103 3干泥土0.84100.84103 3蓖麻油1.8101.8103 3铁、钢0.46100.46103 3冰2.1102.1103 3铜0.39100.39103 3空气1.0101.0103 3水银0.14100.14103 3分析比热容表，可以找出哪些规律？J/(kg)J/(kg)第9页/共28页你发现的规律？你发现的规律？水的比热容最大。水的比热容最大。不同的物质比热容可能相等；不同的物质比热容可能相等；即：对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等均无关，它仅与物质的种类和状态有关。因此，可以用比热容来鉴别物质的种类。物质的比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容一般是不同的；物质的比热容还与物质的状态有关，与质量、温度、吸收或放出的热量无关；显然，物质的比热容是物质的一种特性。第10页/共28页想一想：还有哪些物理量的大小取决于物质的种类？密度热值水4.2104.2103 3砂石0.92100.92103 3酒精2.4102.4103 3铝0.88100.88103 3煤油2.1102.1103 3干泥土0.84100.84103 3蓖麻油1.8101.8103 3铁、钢0.46100.46103 3冰2.1102.1103 3铜0.39100.39103 3空气1.0101.0103 3水银0.14100.14103 3 继续阅读比热容表，比较水和砂石的比热容，回答下列问题：第11页/共28页 2.2.2.2.1kg1kg的水和沙石温度的水和沙石温度降低降低11，水和沙石放出的热，水和沙石放出的热量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？3.3.3.3.1kg1kg的水和沙石温度的水和沙石温度升高升高11，水和沙石吸收的热，水和沙石吸收的热量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？量分别为多大？水放出的热量是沙石的多少倍？1.1.水的比热容是沙石的多少倍？水的比热容是沙石的多少倍？4.1kg4.1kg的水和沙石吸收4.2104.2103 3J J的热量，升高的温度分别为多大？沙石升高的温度是水的多少倍？约4.64.6倍4.2104.2103 3J J、0.9210 0.92103 3J J约4.64.6倍约4.64.6倍4.2104.2103 3J J、0.9210 0.92103 3J J11、4.6 4.6约4.64.6倍第12页/共28页 “水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些重要的应用呢？1 1、用冷水冷却物体(冷却剂)2 2、热水供暖汽车发动机用冷水来冷却 水的比热容大，在质量一定的条件下升高相同温度时，水吸热多，用水作冷却剂效果好。冬天的散热器用热水取暖 水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时,放出热量多，用热水取暖效果好。生活物理社会第13页/共28页 因为水的比热容大，白天，它吸收的一定热量后，水升高的温度不多；夜晚，它放出一定热量后，水降低的温度不多。3 3、调节气候沿海地区昼夜温差变化不大海滨海滨沙漠沙漠 为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大?第14页/共28页 从比热容表可以看出,各种物质,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。由于海水的比热容大,砂石比热容小,海水与砂石比较,吸收或放出同样的热量,升高或降低的温度较小,白天在受太阳照射条件相同时,海水的温度变化要小些,沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚放热,沿海地区温度降低也少。所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。同理,在一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。第15页/共28页沙子很烫而海水很凉沙子很烫而海水很凉沙子变凉而海水却很温暖中 午傍晚 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢，海水很凉沙子很烫；没有日照时，海水降温比沙子慢，海水很温暖沙子变凉。为什么同一地方的海水和沙子在同一时刻的温度不一样？第16页/共28页 新疆有句谚语：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，你现在能说出它的道理吗？这是对沙漠气候的生动描述。白天，当太阳照射到沙漠时，由于砂石的比热容较小，砂石吸收热量后，其温度会迅速升高；而到傍晚，砂石要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会马上下降，温度很低，所以沙漠气候温差变化很大。第17页/共28页4.2104.2103 3J J4.2104.2103 3J J554.2104.2103 3JJ 55 1010已知：已知：C C水水=4.210=4.2103 3J/(kg)J/(kg)问题：5 5千克的水温度升高10,10,要吸收多少热量?三、热量的计算逻辑推理：即：1kg1kg115 5kgkg115kg5kg1010温度变化t t 质量m m物质种类C C第18页/共28页吸吸=C=Ct=Cmt=Cm（t-tt-t0 0）放放=Cm=Cmt t=C C（t t。-t-t）初温末温 根据比热容的物理意义和影响物体吸热多少的因素，物体吸收热量的计算公式可归纳为：同理，物体放出热量的计算公式可归纳为：学会归纳归纳第19页/共28页求:Q Q放解:Q Q放=CmCm（t t0 0-t-t）=0.8810=0.88103 3J/(kgJ/(kg)0.5)0.5kgkg（100-15100-15）=3.7410=3.74104 4J J答：铝块放出的热量3.74103.74104 4J.J.已知：m=500g=0.5kgm=500g=0.5kg，c=0.8810c=0.88103 3J/(kg)J/(kg)，t t0 0=100=100，t=15t=15 例1 1：500500克的铝块，温度由100100降低到1515，放出了多少热量？第20页/共28页 例2 2：质量为1kg1kg的铁块，温度从4040升高到50 50 需要吸收多少热量。（铁=0.4610=0.46103 3(kg)(kg)）答；铁块需要吸收4.6104.6103 3热量求：吸=？已知：m=1kg,tm=1kg,t0 0=40,t=50 =40,t=50，铁=0.4610=0.46103 3(kg)(kg)解：吸=Cm(t-t=Cm(t-t0 0)=0.4610=0.46103 3(kg)1kg(kg)1kg（50504040）=4.610=4.6103 3第21页/共28页 例例3 3、质量是、质量是100100克的煤油，吸收了克的煤油，吸收了6.3106.3103 3的的热后温度升高到热后温度升高到5 5 ，求煤油的初温是多少，求煤油的初温是多少？（煤油煤油=2.110=2.1103 3(kg (kg )）答：煤油的初温是答：煤油的初温是20 20 已知：t=50 t=50，m=100g=0.1kgm=100g=0.1kg，吸=6.310=6.3103 3 煤油=2.110=2.1103 3(kg)(kg)t t0 0=t-=t-t=50-30 =20 t=50-30 =20 求：t t0 0=？解：由吸=Cmt=Cmt 得：t=t=吸CmCm6.3106.3103 32.1102.1103 3(kg)0.1kg(kg)0.1kg=30=30 t=t-tt=t-t0 0 第22页/共28页巩固练习：1 1、下列说法正确的是 （）A A、物体温度越高，比热容越大 B B、物体的质量越大，比热容越小 C C、物体吸收的热量越多，比热容越大 D D、物质的比热容跟物体的质量大小，温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关。D D 2 2、下列物质的比热容发生改变的是 （）A A、一杯水倒掉半杯；B B、水凝固成冰；C C、00的水变成4 4 的水；D D、将铁块锉成铁球B B第23页/共28页A A、D D 3 3、关于物质的比热容，下列说法正确的是（）A A、比热容是物质的特性，它反映了物质吸热和放热能力的强弱；B B、温度、质量相同的不同物体，比热容大的物体含的热量多；C C、物体温度越高，质量越大，比热容就越大；D D、单位质量的某种物质，温度降低11时放出的热量也可以叫做该物质的比热容。4 4、问：为了保护秧苗不受冻，傍晚向秧田里多灌些水，这是为什么？答：这是因为水的比热容比较大，夜间放出一定的热量时，秧田里水的温度变化小，秧田的温度不致降低太多，秧苗就不致冻坏。第24页/共28页80。c温度温度时间时间minmin102020。cA BA B 5 5、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A A、B B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示，谁的比热容大？B Bb ba ac cd d0时间时间/min/min温度温度/0 0C C 6 6、给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中a a线所示，若其他条件不变，仅将水的质量增加，则图中温度与时间的关系图线正确的是 （）A.a B.b C.c D.d A.a B.b C.c D.dC C第25页/共28页2:32:3 7 7、甲乙两物体比热容之比为1:31:3，质量之比为2:32:3，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多少？8 8、甲乙两物体的质量之比为3:53:5，吸收相同热量后，乙升高的温度为甲的2/52/5，则甲乙的比热容之比为_。9:59:5 9 9、0.8Kg0.8Kg的冰吸收8.4108.4103 3J J的热量后，温度变为-4-4，求冰的初温。10 10、把200g200g铅加热到9898，然后投入到温度为1212的80g80g水里，混合后的温度为1818，求铅块的比热容。11 11、质量为100g100g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250g250g，温度为2020的水中，水的温度最后升高到6060，求炉子的温度。第26页/共28页本节小结一、影响物体吸热（或放热）多少的因素：物体的质量；温度变化量；物质的种类二、比热容：2 2、水的比热容大在生活、生产中的应用 1 1、定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）11所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c c表示，单位：J/J/（kgkg）用冷水冷却物体热水供暖调节气候三、热量的计算：吸=C=Ct=Cmt=Cm（t-tt-t0 0）放=C=Ct=Cmt=Cm（t t0 0-t-t）第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页
