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第3節 比熱容
九年級物理上冊 教科版
第一章　分子動理論和內能
學習目標
01
02
03
04
物理觀念
了解比熱容概念及單位，知道其是物質的屬性，會查比熱容表并了解常見物質比熱容大小關系，明確熱量概念及單位，掌握熱量的計算。
科學思維
通過實驗探究物質吸放熱情況以建立比熱容概念，并了解物理學中常用的比值定義法這一科學方法。
科學探究
通過科學探究，體會控制變量法和轉換法在實驗過程中的應用，學會分析和處理實驗數據，總結發現物理規律。
科學態度與責任
在學生體驗科學探究過程中激發主動學習興趣，借演示實驗培養其樂于觀察、勤學好問的科學態度，鼓勵查找資料以養成自主學習習慣。
重點難點
探究不同物質的吸熱能力，以及比熱容的概念的建立和熱量有關計算。
教學重點
理解比熱容的物理意義，并能利用它解釋生活中的有關現象。
教學難點
課堂導入
　　艷陽高照的夏天，當你赤腳奔跑在滾燙的沙灘上，投向蔚藍的大海......
你也許會發現，同樣在太陽照射下，為什么沙子這么燙，而海水卻這么涼呢？
不同物質吸收相同的熱量，升高的溫度相同嗎？
同樣日照條件
吸收相同的熱量
沙子熱
沙子升高的溫度多
海水涼
海水升高的溫度少
探究新知一　物體的吸熱性能
物體由于吸收或放出熱量而使其溫度變化的過程，實質上是內能轉移的過程。
同種物質吸收熱量與質量、溫度變化量有關
燒開一壺水和燒開半壺水，哪個需要的時間長
把一壺水燒開和燒成溫水，哪個需要的時間長
同種物質吸收熱量多少與哪些因素有關
討論交流
燒開一壺水需要的時間長
把一壺水燒開需要的時間長
質量不同
溫度變化量
轉換法
吸收熱量轉換為加熱時間
不同物質吸收熱量又該如何比較呢？
物體的吸熱能力
探究新知一　物體的吸熱性能
取質量相同的水和食用油，用加熱器加熱相同的時間，看它們的溫度變化，就能比較它們的吸熱能力。
加熱器也應該使用相同規格的。
怎樣來比較水和食用油的吸熱能力呢
······
探究新知一　物體的吸熱性能
【實驗】比較不同物質的吸熱情況
演示實驗
實驗器材：
燒杯、電加熱器、天平、電子計時器、數字溫度計、電源。
實驗目的：
比較不同物質吸熱的情況。
實驗方法：
控制變量法、轉換法
探究新知一　物體的吸熱性能
實驗過程：
1.用相同熱源，分別加熱質量相同的水和食用油，使其升高相同的溫度，比較加熱時間的長短。
升高的溫度/℃ 加熱時間/min
食用油 5 3
水 5 4
質量相等的食用油和水，升高相同的溫度，水的加熱時間長。
代表水吸收的熱量多
探究新知一　物體的吸熱性能
2.用相同加熱方式，分別加熱質量相同的水和食用油使其加熱時間相同，比較升高的溫度。
加熱時間/min 0 1 2 3 4
食用油的溫度/℃ 30 31.4 33.1 35 37.1
水的溫度/℃ 30 30.6 31.3 32.2 35
質量相等的食用油和水，加熱相同的時間，水升高的溫度少。
探究新知一　物體的吸熱性能
實驗結論
不同物質的吸熱能力不同。
即：相同質量的不同物質升高相同的溫度吸收的熱量也不同。
物體吸收熱量的多少，不僅與其質量及溫度的變化有關，還與它是什么物質有關。
探究新知一　物體的吸熱性能
交流與合作：
1.控制食用油和水的質量保持不變
2.使用完全相同的熱源加熱
控制變量
完全相同熱源，單位時間放出的熱量相同。
3.用加熱時間的長短表示吸收熱量的多少
4.實驗中還需要測量食用油和水升高的溫度
初溫和末溫
轉換法
探究新知一　物體的吸熱性能
【學習任務一】比較不同物質吸熱的情況
在探究不同物質吸熱升溫的現象時，將相等_____的沙子和水分別裝入易拉罐中，用相同的熱源和方法加熱，則單位時間內沙子和水吸收的
熱量______。如圖所示，實驗得到沙子和水的溫度隨時間變
化的圖象，其中a是______的圖象。
解：為了比較不同物質的吸熱能力，需將質量相等的沙子和水分別裝在易拉罐中，然后用相同的熱源加熱并不斷攪拌，并且加熱時間反映了水和沙子吸收熱量的多少，單位時間內沙子和水吸收的熱量相等，加熱時間越長，說明吸收熱量越多；
對于質量相等的沙子和水，由圖可知，加熱相同時間，升溫較快的是沙子，則沙子的吸熱能力弱，水的吸熱能力強，因此a是沙子的圖象，b是水的圖象。
故答案為：質量；相等；沙子。
沙子
探究新知一　物體的吸熱性能
相等
質量
比熱容
物理學中常用比熱容來描述不同物質的吸熱能力。
1.定義：如果質量為m的某種物質從外界吸收熱量Q，溫度升高了 t，則
即是這種物質的比熱容，用符號c表示。
m t
Q
2.單位： J/（kg·°C）。讀作：焦耳每千克攝氏度。
探究新知二　比熱容
3.表達式：
m t
Q
c＝
4.物理意義：
單位質量的某種物質，溫度降低1℃所放出的熱量，與它溫度升高1℃所吸收的熱量相等，數值上也等于它的比熱容。
探究新知二　比熱容
1.不同物質的比熱容一般不同，也有些物質是相同的；同種物質的比熱容可能不同。
液體比熱容通常大于固體比熱容，水銀例外。
2.c水=4.2×103J/(kg ·℃)
1kg水溫度升高(或降低)1°C吸收(或放出)4.2×103J的熱量。
一些物質的比熱容
有關因素：物質種類、狀態。
無關因素：質量、溫度、吸收或放熱的多少。
探究新知二　比熱容
比熱容的應用
一桶水倒掉一半，密度會改變嗎
不變
一桶水倒掉一半，比熱容會改變嗎
密度是物質的特性
V
m
ρ＝
密度與質量和體積無關
不變
比熱容是物質的特性
比熱容與質量、熱量和溫度變化無關
m t
Q
c＝
探究新知二　比熱容
比熱容反映了物質吸收或放出熱量的能力，它是物質的一種重要特性。
這種特性不僅在生活和生產中有廣泛應用，對于我們理解自然現象、預測大自然的氣候變化，也有很大的幫助。
花生、栗子等干果常常用干凈的沙子來炒制。
種植花草樹木，能有效地
改善氣候
工廠里的冷卻塔大多用
水作為冷卻介質
探究新知二　比熱容
【水的比熱容大】在生產生活中的應用
調節氣溫(水的溫度難改變) 冷卻或取暖（水的吸熱、放熱本領強）
由公式Q=cm t變形為 t= 　　可知，一定質量的水與比熱容小的物質相比，吸收(或放出)相同熱量時，水的溫度變化小，有利于調節氣溫。 由Q=cm t可知,一定質量的水與比熱容小的物質相比，升高(或降低)相同溫度時，水吸熱(或放熱)多，用水作為冷卻劑或取暖調介質效果更好。
Q
cm
探究新知二　比熱容
沿海地區溫差小
沙漠地區溫差大
白天，海水吸收熱量，由于海水比熱容大，溫度上升小。
晚上，海水放出熱量，由于海水比熱容大，溫度下降小。
白天，沙子吸收熱量，由于沙子比熱容小，溫度上升大
晚上，沙子放出熱量，由于沙子比熱容小，溫度下降大
調節氣溫
探究新知二　比熱容
我國北方樓房中的暖氣用水作介質，把燃燒時產生的熱量帶到房屋中取暖熱水緩緩流過暖氣片，暖氣片放出熱量，使得房屋變得溫暖。
冷卻或取暖
探究新知二　比熱容
討論交流
海陸風和陸海風
對流是夏季海岸形成微風的原因。風有時吹向海岸，有時吹向陸地。白天，在炎熱的日光下，暖空氣從陸地上升起，海洋上來的冷空氣進行補充，形成了吹向海岸的海陸風。請用比熱容分析夜間會形成什么樣的風。
夜晚，失去了太陽熱輻射的海水和沙石都要降溫，比熱容小的沙石溫度降得更快，導致陸地上方的氣溫低于海水上方的氣溫。海水上方溫度較高的熱空氣上升，陸地沙石上方溫度較低的冷空氣流動到海水上方進行補充。這樣就形成了夜間由陸地吹向海洋的陸海風。
探究新知二　比熱容
【學習任務二】比熱容的概念
比熱容是物質的一種屬性，每種物質都有自己的比熱容，查表可知，水的比熱容是4.2×103J/（kg ℃）表示_______________________________________________________。一桶水倒掉一半后，剩下的水的比熱容______（選填“變大”“不變”或“變小”）。
解：水的比熱容是4.2×103J/（kg ℃）表示1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的熱量；
水的比熱容與水的質量無關，一桶水倒掉一半后，質量減半，但水的比熱容不變。
故答案為：1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的熱量；不變。
1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的熱量
探究新知二　比熱容
不變
熱量的計算
m t
Q
c＝
放熱降溫
吸熱升溫
Q放＝cm t＝cm(t初－t末)
Q吸＝cm t＝cm(t末－t初)
如果用Q吸表示吸收的熱量，用c表示比熱容，用m表示質量，用t初表示物體原來的溫度，用t末表示物體后來的溫度，則
探究新知三　熱量的計算
【例題】把質量為2kg、溫度為20°C的水加熱到 80°C，水吸收的熱量是多少焦耳
解 ：從比熱容表中查知水的比熱容是
c水 = 4.2×103 J/（kg · °C）
即質量是 1 kg 的水溫度升高 l °C時吸收的熱量是 4.2×103J ；則2kg的水溫度升高 l °C時吸收的熱量是
4.2×103J/（kg · °C）×2kg×l °C＝ 8.4×103J
2kg的水溫度升高
80°C－20°C＝60°C時，吸收的熱量是
8.4×103J×60＝ 5.04×105J
答：吸收了5.04×105J的熱量。
探究新知三　熱量的計算
【學習任務三】利用比熱容的公式計算熱量
在太陽的照射下太陽能熱水器中水溫升高，這是通過________（選填“做功”或“熱傳遞”）方式改變其內能的。某太陽能熱水器內存50千克水[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]，經過一段時間后水溫升高了20℃，則這些水共吸收了________ 焦的熱量。
解：太陽能熱水器里的水溫度升高是因為太陽光和水之間存在溫度差而產生的熱能以熱量的形式從一個物體傳遞到另一個物體，故通過熱傳遞的方式改變內能的；
水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×20℃=4.2×106J。
故答案為：熱傳遞；4.2×106。
4.2×106
熱傳遞
探究新知三　熱量的計算
保溫瓶的保溫效果與瓶中水的多少有關嗎？根據你學過的熱學知識，提出猜想，并設計實驗進行探究。
探究保溫瓶的保溫效果
家庭實驗室
提出猜想：
保溫瓶盛水越多，保溫效果越好，裝滿水時，保溫效果最好。
設計實驗與進行實驗：
用帶有刻度的燒杯同時盛出初溫都為98℃的不同質量的熱水，分別裝入5個同樣規格品牌的保溫瓶內（容積均為2L），經過12小時后，測量各個保溫瓶中的水溫，計算降低的溫度。
探究新知三　熱量的計算
物理在線
　　查看常見物質的比熱容表，你有什么發現？結合右圖的地理圖表，請查詢互聯網或有關圖書，了解海洋性氣候和大陸性氣候不同的原因。
海洋性氣候和大陸性氣候
倫敦和莫斯科各月份平均氣溫和降水量的變化
探究新知三　熱量的計算
課堂小結
比熱容
比熱容
單位質量的某種物質，溫度降低1℃所放出的熱量與它溫度升高1℃所吸收的熱量相等，數值上也等于它的比熱容。
比熱容是物質的特性
熱量的計算
比熱容在生活中的應用
放熱降溫
吸熱升溫
Q放＝cm t＝cm(t初－t末)
Q吸＝cm t＝cm(t末－t初)
課堂練習
1. 東平湖是國家5A級旅游景區，其中濕地能較好地調節氣候，是因為水的（　　）
A．密度大
B．比熱容大
C．流動性大
D．熱值大
【解析】
解：濕地含有大量的水，因為水的比熱容較大，白天，相同質量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得晝夜的溫差小，故能有效調節周圍環境的氣溫。
故選：B。
B
2. 由Q=cmΔt可得c= ，對于同一種物質的比熱容c,下列說法正確的是（　　）
A．若吸收的熱量增大一倍，則比熱容增大一倍
B．若質量增大一倍，則比熱容減至一半
C．若加熱前后的溫度差增大一倍，則比熱容減小一半
D．無論質量和溫度差是多少，比熱容都一樣
【解析】
比熱容是物質本身的一種特性，與物體吸收的熱量、溫度變化、質量等因素無關，只與物質種類和狀態有關；所以，同一種物質，無論質量和溫度差是多少，比熱容都一樣；故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
D
課堂練習
3. 在探究“不同物質吸熱升溫的現象”的實驗中，不需要控制相同或相等的變量有（　　）
A．完全相同的加熱方式
B．質量相同的液體a和b
C．酒精燈里酒精的質量
D．裝液體a和b的容器。
【解析】
AD．采用完全相同的加熱方式，是為了使酒精燈相同時間放出相同的熱量；裝液體a和b的容器相同，目的使水和液體在相同的時間吸收相同的熱量；故AD有必要；
C、根據比較吸熱能力的2種方法，要控制不同物質的質量相同，C有必要；
B．酒精燈里所加酒精量相同，故B沒有必要。
故選：C。
C
課堂練習
4. 下列現象中，與“水的比熱容較大”這個特點無關的是（　　）
A．人游泳之后從水中出來，風一吹感覺更冷
B．海邊晝夜溫差變化比沙漠中小，適于居住
C．生物體內水的比例很高；有助于調節塵物體自身的溫度
D．樓房中的“暖氣”用水作介質，把燃料燃燒時產生的熱量帶到房屋中取暖
【解析】
A、游泳之后從水中出來，風一吹感覺特別冷，是由于身體表面的水汽化吸熱，與“水的比熱容較大”這個特性無關，故A符合題意；
B、因為水的比熱容較大，白天，相同質量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得晝夜的溫差小，由此使得海邊晝夜溫差小，故B不符合題意；
C、因為水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，吸收或放出相同的熱量，水升高或降低的溫度少，所以生物體內水的比例高，有助于調節自身的溫度，故C不符合題意；
D、因為水的比熱容較大，相同質量的水和其它物質比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，降低相同的溫度，水放出的熱量多，所以樓房中的“暖氣”用水作介質，故D不符合題意。故選：A。
A
課堂練習
布置作業
1.基礎性作業：完成課件中的課堂練習。
2.拓展性作業：在我國北方地區或在早春寒冷地區，在水田里插上水稻秧苗后，為了使晚上秧苗不被凍傷，傍晚就想稻田里灌水，這樣做的理由是什么？
　　夜間空氣的溫度較低，向秧田中多灌些水，利用水的比熱容大的特點，可以在夜間釋放較多的熱量，盡量使秧苗不被凍傷，起到保護秧苗的作用。
思路指導
謝謝聆聽

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