資源簡介

第二節　科學探究:物質的比熱容
【2022年版課標要求】
1.通過實驗,了解比熱容。
2.能運用比熱容說明簡單的自然現象。
【重點難點】
重點:本節重點是探究計劃的制定與實驗的實施,對實驗結果的交流討論也是本節的重點。
難點:探究實驗中的熱源及加熱時間的控制,對實驗數據的分析也是實驗中的難點。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件,燒杯,電加熱器,溫度計,水,煤油等。
學生準備:燒杯,電加熱器,溫度計,水,煤油等,分組實驗。
【教學設計】
【情境引入】
欣賞漫畫,思考問題:
【新課教學】
一、探究物質吸熱或放熱規律
燒開一壺水與燒開半壺水,需要的熱量相同嗎 把同樣一壺水燒成溫水和燒成開水,需要的熱量相同嗎 使相同質量的水和煤油升高相同的溫度,它們需要的熱量相同嗎 物體吸收的熱量可能跟哪些因素有關
物體吸收的熱量可能跟物體的質量、物體溫度升高的度數、物質種類等有關。
實驗探究
提出問題:給質量相等的不同物質加熱,讓它們升高相同的溫度,它們吸收的熱量是否相同
制定計劃與設計實驗:
實驗時取兩個相同的燒杯,分別放入質量相同的水和煤油作為研究對象,用兩個相同的酒精燈分別對兩個燒杯加熱,在吸收相同熱量的情況下,比較水和煤油升溫的快慢,要讓它們升高到某一溫度,哪種物質的溫度先達到
進行實驗與收集證據
1.取相同質量的水和煤油分別倒入兩只燒杯中,按照如圖組裝實驗器材。
2.觀察并記錄兩液體的初溫度。
3.分別給兩液體加熱,記下加熱的開始時刻。加熱過程中,上下反復緩慢地提拉攪拌器。
4.時刻觀察溫度計的示數,當加熱時間相同(如3 min)時,哪種物質的溫度升高的多
5.加熱過程中,哪種物質的溫度先到達80 ℃,到達80 ℃之后就停止加熱;給另外一種物質繼續加熱,直到這種物質溫度也達到80 ℃,然后再停止加熱。
6.將用過的水和煤油倒在事先準備好的器皿中,整理好實驗器材。
分析與論證
對質量和初溫都相同的水和煤油加熱,吸收相同的熱量后,哪種物質的溫度升高得多 要讓水和煤油升高相同的溫度,對哪種物質加熱的時間長 這說明了什么
對水和煤油加熱,吸收相同的熱量后,煤油的溫度升高得多。要讓水和煤油升高相同的溫度,對水加熱的時間長,這說明了水吸收的熱量多。
相同質量的不同種物質,升高相同的溫度,吸收的熱量不同。
說明:(1)探究采用的方法:要探究不同物質升高相同的溫度吸收的熱量是否相同,實驗時應控制物體的質量、物體溫度升高的度數相同,然后比較對物體加熱的時間,即物體吸收的熱量。這種研究問題的方法就是控制變量法。用溫度計顯示水和煤油的溫度高低,這種研究方法是轉換法。
(2)讓水和煤油吸收相等熱量的實驗改進:為讓水和煤油吸收的熱量相等,一般的做法是:選用兩個相同的酒精燈,燃燒時使兩個酒精燈火焰基本相同,用兩酒精燈分別對水和煤油加熱相同的時間。但這樣也難以保證兩酒精燈在相同的時間內供給的熱量相同。對實驗可進行改進,即把質量相同的水和煤油放在相同的熱源內進行加熱,如圖所示,這樣能夠保證水和煤油在相等的時間內吸收的熱量相同。
二、物質的比熱容
質量相等的不同物質,升高相同的溫度,吸收的熱量不都相等,這反映了物質的一種規律。為描述這一規律,物理學中引入了比熱容這一物理量。
1.定義:比熱容的大小等于一定質量的某種物質在溫度升高(或降低)時吸收(或放出)的熱量與它的質量和升高(或降低)溫度的乘積之比。
2.單位:J/(kg·℃)。
3.表示:比熱容用字母c表示。
4.公式:c=。
說明:研究表明,同種物質溫度降低1 ℃所放出的熱量與溫度升高1 ℃所吸收的熱量是相同的。在放熱時,比熱容的大小為c=。
讀“常見物質的比熱容”表,你有哪些發現
5.從比熱容表中發現的信息有:
(1)不同物質的比熱容一般不同。
(2)水的比熱容最大。
(3)液態物質的比熱容一般比固態物質的比熱容大。
(4)有個別不同種物質,它們的比熱容相同(如冰、煤油)。
(5)有個別同種物質,在不同狀態下(如冰、水),比熱容不同。
說明:比熱容與熱量、物體質量、溫度變化之間的關系:在c=中,即使控制一些條件不變,也不能認為比熱容c與熱量Q成正比,與質量m、或溫度變化(t1-t2)成反比。因為比熱容是物質的一種性質,它只跟物質種類有關,而與物體的質量、溫度變化等因素無關,但某種物質的比熱容又可以通過c=求出。
6.水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃),它表示的物理意義是:1 kg的水溫度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量是4.2×103 J。
質量相同的情況下,吸收相同的熱量,什么樣的物質溫度變化大 升高相同的溫度,什么樣的物質吸收熱量多
質量相同的情況下,吸收相同的熱量,比熱容小的物質溫度變化大;升高相同的溫度,比熱容大的物質吸收熱量多。
7.水的比熱容最大,在同樣條件下,水吸收或放出的熱量多,因此,常用冷水冷卻汽車發動機,常用熱水來取暖。
鋁的比熱容是0.88×103 J/(kg· ℃),它表示的物理意義是:1 kg的鋁溫度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量是0.88×103 J。
把質量是2 kg的鋁塊從30 ℃加熱到100 ℃,怎樣計算鋁塊吸收的熱量
1 kg鋁溫度升高1 ℃,吸收多少熱量
1 kg鋁溫度升高1 ℃吸收的熱量是0.88×103 J;
2 kg鋁溫度升高1 ℃吸收的熱量是0.88×103 J×2=1.76×103 J;
2 kg鋁溫度升高100 ℃-30 ℃=70 ℃吸收的熱量是1.76×103 J×70=
1.232×105 J。
綜合起來,就是
鋁塊吸收的熱量=0.88×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-30 ℃)
　　 　　　　　　 　　　　　　 　　 　　
　　Q吸　　　　　c　　　　　　 m　　t2　　 t1
即吸熱公式就為Q吸=cm(t2-t1)。其中,Q吸表示物體吸收的熱量,c表示物質的比熱容,m表示物體的質量,t1表示物體的初溫,t2表示物體的末溫。
同理可得放熱公式Q放=cm(t1-t2)。
8.吸熱公式和放熱公式:
吸熱公式:Q吸=cm(t2-t1)
放熱公式:Q放=cm(t1-t2)。
利用熱量公式進行計算,需注意的問題是:
(1)單位要統一成國際單位;
(2)公式適用于:物態不發生變化時物體升溫(或降溫)過程中吸熱(或放熱)的計算。如果過程中存在著物態變化,就不能使用這種公式進行計算。如冰熔化為水需要吸熱,這時冰的溫度(或冰水混合物的溫度)沒有變化,但需要從外界吸收熱量;
(3)審題時要弄清溫度變化,區分好“升高到”“升高了”等關鍵字。
【課堂小結】
通過本節課的學習,你有什么收獲與體會 請每一位同學對自己在本節課的學習情況進行評估,然后教師歸納并投影本節內容。
布置作業
課本P44作業
【板書設計】
第二節　科學探究:物質的比熱容
一、實驗探究
1.猜想
2.制定方案:控制變量法
3.結論
二、比熱容
1.定義:單位質量的某種物質溫度升高1 ℃所吸收的熱量叫該物質的比熱容,符號“c”。
2.單位:J/(kg· ℃)。
三、熱量的計算
1.Q吸=c·m·(t-t0)
2.Q放=c·m·(t0-t)
四、例題
例1
例2

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