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第十三章 內能與熱機
13.2 科學探究：物質的比熱容
炎熱夏天的傍晚,有兩個小朋友在海邊游玩,為了納涼問題兩人發生激烈爭執,甲主張劃船到海中去,乙則認為在岸上散步更涼快,你認為誰的意見對
岸上散步涼快
劃船到海中涼快
情景引入：觀察、思考
（1）燒開一壺水與燒開半壺水需要的熱量一 樣多嗎？
物體溫度升高與哪些因素有關呢？
(2)將質量相同的銅塊和鐵塊加熱，升高相同的溫度，需要的熱量一樣多嗎？
情景引入：觀察、思考
教材引入
一、探究物質吸熱升溫的特點
實驗設計
1.實驗中對煤油和水的質量有什么要求？
2.如何使物體吸熱相同？
3.如何比較物體吸熱多少？
4.如何比較水和煤油哪個升溫更快？
加熱時間相同升溫高
升溫相同加熱時間短
吸熱相同比升溫
升溫相同比吸熱
（轉化法）
加熱方法、時間相同
看加熱時間
如何通過實驗來研究
根據猜想設計實驗
1、溫度計可不可以充當攪拌器？
2、攪拌器的作用？
不可以，因為溫度計的玻璃泡非常薄，易破碎。
使液體均勻受熱
3、實驗中需要天平（或量筒和密度表），為什么？
取相同質量的水和煤油
實驗注意事項
方案一：取等質量的水和煤油，加熱相同的時間（吸收相等的熱量）后，比較溫度的變化。 （我的設計）
方案二：取等質量的水和煤油，使其升高相同的溫度，比較加熱的時間（吸收熱量的多少)。 （教材的設計）
根據猜想設計實驗
研究不同物質吸收熱量的能力，所要控制的因素：
1、質量相同
2、加熱的熱源要相同
如果熱源完全相同, 就可以認為相同時間里物質吸收的熱量相同。
信息快遞：
實驗方法：控制變量法
設計思路：轉換法
實驗方法
1、取相同質量的水和煤油分別倒入兩只
燒杯中，按圖組裝器材；
2、觀察并記錄加熱前兩液體的初溫，分
別給兩液體加熱，記下加熱的開始時
刻。每隔一段時間記錄一次溫度。
3、將用過的水和煤油倒入指定的器皿中，
整理儀器。
實驗器材
酒精燈、燒杯、水、煤油、溫度計、鐵架臺、石棉網、鐘表、火柴
關注內容
相同的酒精度燈目的：
相同時間內放出相同的熱量
實驗步驟
實驗探究
液體
體積
初溫
加熱
時間
末溫
水
480mL
20℃
10min
50℃
煤油
600mL
20℃
5min
50℃
液體
體積
初溫
加熱
時間
末溫
水
480mL
20℃
10min
50℃
煤油
600mL
20℃
10min
80℃
(1)表一的數據說明質量相同的水和煤油升高相同的溫度所吸收的熱量_________。
(2)表二的數據說明質量相同的水和煤油吸收相同的熱量時升高的溫度________。
進行實驗與收集證據
不同的
不同的
相同質量的同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量是 。
相同質量的不同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱是 。
分析得出結論
相同的
不相同的
分析各組實驗數據可能有較大的差異的原因并改進。
原因之一是實驗中所使用的酒精燈在相同的時間內供給的熱量有差異，因此，實際上研究對象在單位時間內吸收的熱量并不完全相等；
原因之二是實驗中有熱量損失；
原因之三是所取液體各組之間有差異；
原因之四是各組溫度計的準確程度不同；
原因之五是各組所用器材有差異等。
改進措施：
1、調整火焰盡可能的相同；
2、燒杯加蓋，并在相同的環境下實驗；
3、取液體時要用滴管盡可能的取相同；
4、溫度計盡量使用同一規格；
5、實驗器材選用同一規格。
反思評估
實驗后的思考
1、水和煤油誰的吸熱能力強？
2、如何科學地比較不同物質的這種特性？
實驗后的思考,往往比實驗本身更重要。
——牛頓
其實，就是采用比較單位質量、升高1℃ 的水和煤油 吸熱的多少來比較它們的吸熱能力。
比熱容(C)──單位質量的某種物質溫度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量為該物質的比熱容．
比熱容的單位 ：焦/(千克· 攝氏度)
J/（kg·℃）
讀作：焦耳每千克攝氏度
比熱容物理量的符號：C
二、物質的比熱容
比熱容的計算公式（升溫時）
Q:吸收的熱量
m：物體質量
t1：物體初溫
t2：物體末溫
比熱容的計算公式（降溫時）
4.2×103
2.1×104
2.1×105
Ｑ吸＝cm(t2-t1)
Ｑ放＝cm(t1-t2)
1kg的水，溫度升高1℃，吸收的熱量為　 J
5kg的水，溫度升高1℃，吸收的熱量為 　 J
5kg的水，溫度升高10℃，吸收的熱量為 　　　　　J
5kg的水，溫度降低10℃，放出的熱量為 　　　　　J
2.1×105
吸收熱量：
放出熱量：
根據比熱容的定義計算吸收（或放出）的熱量
例．一個質量為250g的鋼件，加熱到560℃，然后
在空氣中自然冷卻，室溫為20℃，這個鋼件在冷卻
過程中放出多少熱量 鋼的比熱容為0.46×103 J/(kg·℃)
解：Q放 = cm(t1-t2)
　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
=6.21×104 J
典型例題
比熱容的實質
（1）反映了物質吸熱放熱的本領；
（2）物質對冷熱反應的靈敏程度；
比熱容越大，吸熱或放熱本領越強
比熱容越小，對冷熱反應越靈敏
水的比熱容是___________
它的物理意義是:___________
__________________________
4.2×103J/(kg · ℃)
一千克的水溫度每升
高(降低) 1℃,吸收(或放出)熱量是4.2×103J
比熱容是物質的一種特性，就像密度是物質的特性一樣，同種物質的比熱容是一定，不隨物體吸收或放出的熱量多少、質量、升高或降低的溫度而改變。
比熱容的物理意義：
不同物質的比熱容
（1）哪種物質的比熱容最大？
（2）每種物質都有它的比熱容，水與冰的比熱容是否相同？
（3）分析比熱容表，可以找出哪些規律？
①大部分物質的比熱容不同。
②同種物質不同狀態時，比熱容不同。
③上述物質中水的比熱容最大。
④通常液體比熱容比固體的大。
　　同樣的日照條件，海水的溫度和沙灘不一樣。白天，海水涼，沙灘燙腳。傍晚，沙灘涼了下來，海水卻還暖暖的，這是為什么呢？
因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱比沙子的比熱容大，所以海水升溫比沙子慢；沒有日照時，海水降溫比沙子慢。
三、比熱容知識的應用
“水的比熱容大”這一特點在人們的日常生活和生產中具有重要的意義。
比熱容的應用
討論 ：
1、汽車發動機為何用水來冷卻？
2、冬天的散熱器（俗稱暖氣片）為何用熱水供暖？
水的比熱容大，在質量一定的條件下水升高相同溫度時，吸熱多，用水作冷卻劑效果好。
水的比熱容大，在質量一定的條件下水降低相同溫度時， 放出的熱量多，用熱水取暖效果好。
為什么同一緯度的海濱城市和沙漠地區的氣溫變化會如此大
由于海水的比熱容大，沙石比熱容小，海水與沙石比較，吸收或放出同樣的熱量，升高或降低的溫度較小， 白天在受太陽照射條件相同時， 海水的溫度變化要小些， 沿海地區比內陸地區溫升慢， 夜晚放熱， 沿海地區溫度降低也少。
海濱24℃－28℃
沙漠5℃－38℃
新疆有句諺語：
“早穿皮襖午穿紗
圍著火爐吃西瓜”
請說出它的道理！
這是對沙漠氣候的生動描述。白天，當太陽照射到沙漠時，由于砂石的比熱容較小，砂石吸收熱量后，其溫度會迅速升高；而到傍晚，砂石 要放出熱量，由于砂石的比熱容較小，砂石的溫度會馬上下降，溫度很低，所以沙漠氣候溫差變化很大。
不考慮經濟成本，談一談暖氣用水好，還是用油好？
例1.利用比熱容的知識解釋一些現象
　　想想這是為什么呢？
　　吐魯番夏天最高溫度大多在四十多攝氏度，居中國之首，而火焰山又是吐魯番最熱的地方，其表面溫度最高曾達到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就降到二十多攝氏度，空調都不用開 。
火焰山的溫度計
例2.利用比熱容的知識解釋一些現象
例3.昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周邊，現在滇池南北長約40千米，東西寬約8千米，總面積300平方千米，湖岸線長163.2千米，最大水深10.4米，平均水深4.4米。那里的氣候宜人，四季如春，這與滇池密切相關。你知道其中的緣故嗎？
1、關于比熱容,下列說法正確的是( )
A.物體的比熱容跟溫度有關
B.物體的比熱容跟物體吸收和放出的熱量有關
C.物體的比熱容是物質本身的一種特性
D.物體的質量越大它的比熱容越大
C
課堂練習
2、下列說法正確的是( )A.一杯煤油用去一半,它的比熱容減為原來的二分之一B.吸收熱量多的物質,比熱容一定大C.高溫物體放出的熱量一定多D.質量相等的水和煤油,吸收了相同的熱量,煤油升高的溫度大于水升高的溫度D3、在農業生產中,為了保護秧苗夜間不致受凍,傍晚時要向秧田里多灌些水,這是因為水的( )A.密度大B.比熱容大C.溫度高D.熱膨脹大B4、甲、乙兩個物體的比熱容之比為1：2，質量之比為2：1，它們吸收了相同的熱量，升高溫度之比為（　　）
A．4：1 B．1：1
C．1：2 D．1：4
B
5、鉛塊的質量是銅塊質量的六倍，它們的比熱容之比是1：3，如果它們吸收相同的熱量，則它們升高溫度之比是（　?。?br/>A．1：6 B．2：1
C．6：1 D．1：2
D
6、質量相同的A、B兩金屬塊，把它們都加熱到100℃，然后分別投入裝有質量相同、初溫都為0℃的C、D兩杯水中，測量的結果：金屬塊A使C杯的水溫升高了10℃，金屬塊B使D杯的水溫升高了20℃．設兩金屬塊比熱容為cA和cB，則cA與cB的比值為（　?。?br/>A．4：9 B．9：4
C．19：9 D．9：19
A
　　比熱容──單位質量的某種物質溫度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量為該物質的比熱容．
　　比熱容用符號c 表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg · ℃)。
什么是比熱容
熱量的計算：（1）升溫吸熱：Q吸=cm（t2-t1）.
（2）降溫放熱：Q放=cm（t1-t2）.
課堂小結

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