12.3研究物质的比 热 容 学习目标: 1. 理解比热容的概念 2. 会查物质的比热容表
复习 物体吸收热量的多少跟哪些因素有关? (1)物体的质量 (m) (2)物体温度升高的多少 (Δt)
海滨从24℃-28℃ 沙漠从5℃-38℃ 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? ?
中 午 傍 晚 沙子变凉了 而海水却很温暖。 沙子很烫 而海水很凉 为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样? ?
物体在温度升高时吸收的热量,跟物体的质量有关,和升高的温度有关 。 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? 为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样? 我猜想 物体在温度升高时吸收的热量,跟物体的质量有关,和升高的温度有关 。 还可能与什么有关? 可能与物质的种类有关。 我猜到
设计实验 2、研究不同物质吸收热量的能力,所要控制的因素: 质量相同 升高的温度相同 加热的热源要相同 信息快递 1、如何使水和沙子温度升高? 2、研究不同物质吸收热量的能力,所要控制的因素: 质量相同 升高的温度相同 加热的热源要相同 信息快递 如果加热方法完全相同,就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同
两种方法在实验效果上是一致的。 3、你打算用哪种方法验证猜想? 方案一:取等质量的水和沙石,加热相同的时间(吸收相等的热量)后,比较温度的变化。 我们就选你 方案二:取等质量的水和沙石,使其升高相同的温度,比较加热的时间(吸收热量的多少)。 两种方法在实验效果上是一致的。
4.设计记录表格 物质 min 1 2 3 4 5 平均每分钟升高的温度 沙子(100g) 水(100g)
进行实验
如果要水和沙石升高相同的温度谁需要的时间更长? 分析与论证 物质 min 1 2 3 4 5 平均每分钟升高的温度 水(100g) 17℃ 22℃ 27℃ 33℃ 38.5℃ 44.5℃ 5.5℃ 沙石(100g) 16℃ 23℃ 32℃ 42℃ 54℃ 67℃ 10.2℃ 吸收相同热量时,谁升温更快? 如果要水和沙石升高相同的温度谁需要的时间更长? 水
分析与论证 质量相等的沙和水升高相同温度时,水比沙需要的时间_____(长/短),升高相同温度时水比沙吸收的热量____(多/少),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____(相同/不同)。 长 多 不同
实验后的思考 1、水和砂石谁的吸热能力强? 2、如何科学地比较不同物质的这种特性? 实验后的思考,往往比实验本身 更重要。 ——牛顿
二、什么是比热容 其实很简单,就是采用比较单位质量、升高1℃ 的水和砂石吸热的多少来比较它们的吸热能力。
单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃吸收(放出)的热量,叫做这种物质的比热容。 C 1、比热容的定义及符号 单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃吸收(放出)的热量,叫做这种物质的比热容。 2、比热容的单位 : 焦耳/(千克· ℃) J/(kg·℃) 读作“焦耳每千克摄氏度”。
观察比热表,水的比热容是多大? 有何物理意义? J/(kg · ℃) 水 4.2×103 砂石 0.29×103 酒精 2.4×103 铝 0.88×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103 冰 铜 0.39×103 空气 1.0×103 水银 0.14×103
说一说铜和酒精的热值的物理意义。 4.2×10 3 J/(kg·℃) 3、水的比热容是: 它的含义是: 1kg的水温度每升高(降低) 1℃, 吸收(或放出)热量是4.2×10 3 J。 练习: 说一说铜和酒精的热值的物理意义。
分析比热表,可以找出哪些规律 ? J/(kg · ℃) 水 4.2×103 砂石 0.29×103 酒精 2.4×103 铝 0.88×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103 冰 铜 0.39×103 空气 1.0×103 水银 0.14×103
① 物质的比热容与物质的种类有关,不同的物质的比热容是不同的; 你发现了什么? ① 物质的比热容与物质的种类有关,不同的物质的比热容是不同的; ② 物质的比热容还与物质的状态有关,如水的比热容与冰的比热容就不相等; ③水的比热容最大;
总结 物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一. 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。
即 思考: 不同种物质比热容一般不同的 比热容是物质的一种属性。 同种物质(相同状态)比热容是一般相同的 密度、比热容的大小 取决于物质的种类 如果该物质是燃料, 还有热值的大小取决于物质的种类 思考: 还有哪些物理量的大小取决 物质的种类
只与物质的种类和状态有关与物体的质量、吸收热量、温度等因素无关无关 比热容的大小 只与物质的种类和状态有关与物体的质量、吸收热量、温度等因素无关无关 D 1 下列说法正确的是 ( ) A 物体温度越高,比热容越大 B 物体的质量越大,比热容越小 C 物体吸收的热量越多,比热容越大 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。
比热容的大小 只与物质的种类和状态有关与其他因素无关 下列物质的比热容发生改变的( ) A 一杯水倒掉半杯 B 水凝固成冰 C 0℃的水变成4 ℃的水 D 将铁块锉成铁球 B
A 密度、比热容的大小 取决于物质的种类 E.热值 如果该物质是燃料, 还有热值的大小取决于物质的种类 3、烧杯中装有酒精,现用去一半,则剩余酒精的下列物理量中,发生改变的是( ) A.质量 B.密度 C.比热容 D.沸点 E.热值 密度、比热容的大小 取决于物质的种类 如果该物质是燃料, 还有热值的大小取决于物质的种类 A
水 砂石 酒精 铝 煤油 干泥土 蓖麻油 铁、钢 冰 铜 空气 水银 分析比热表,回答下列问题 ? J/(kg · ℃) 水 4.2×103 砂石 0.29×103 酒精 2.4×103 铝 0.88×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103 冰 铜 0.39×103 空气 1.0×103 水银 0.14×103 1.水的比热容是沙石的多少倍?(取整数) 2.1kg的水和沙石温度升高1℃,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? 3. 1kg的水和沙石温度降低1℃,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? 4. 1kg的水和沙石吸收4.2×103J的热量,升高的温度分别为多大?水升高的温度是沙石的多少倍?
水的比热容大,在质量一定的条件下水升高相同温度时,吸热多,用水作冷却剂效果好。 生活·物理·社会 水的比热容大,在质量一定的条件下水升高相同温度时,吸热多,用水作冷却剂效果好。 “水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。 讨论 : 1、汽车发动机为何用水来冷却? 2、冬天的散热器(俗称暖气片)为何用热水供暖? 水的比热容大,在质量一定的条件下水降低相同温度时, 放出的热量多,用热水取暖效果好。
水稻育秧 水稻是喜温作物,在每年三四月份育秧时,为了防止霜冻,傍晚常常在秧田里灌一些水过夜,第二天太阳升起后,再把秧田里的水放掉,你能解释原因吗?
生活·物理·社会 3.水对气候具有调节作用 “水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。 讨论 : 1、汽车发动机为何用水来冷却? 2、冬天的散热器(俗称暖气片)为何用热水供暖? 3.水对气候具有调节作用
因为水的比热容大, 夏天,它吸收的一定热量后,水升高的温度不多; 冬天,它放出一定热量后,降低的温度不多。 水对气候具有调节作用 小华在互联网上看到一段资料:“据有关专家预测,我国目前最大的三峡水利工程——三峡水电站建成后,三峡库区的气候会受到一定影响,夏天气温将比原来下降2℃左右,冬天气温将比原来升高 2℃左右。” 讨论说明专家们为什么会作出这样的预测?
围着火炉吃西瓜” 新疆有句谚语: “早穿皮袄午穿纱 你现在能说出它的道理! 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。
海滨24℃-28℃ 沙漠5℃-38℃ 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?
答: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
为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样? 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,但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
思考 ★ 5千克的水温度升高10℃,要吸收多少热量? C水=4.2×103J 1kg 1℃ 4.2×103J 5kg 1℃ ★ 5千克的水温度升高10℃,要吸收多少热量? C水=4.2×103J 1kg 1℃ 4.2×103J 5kg 1℃ 5×4.2×103J 5kg 10℃ 10×5×4.2×103J
三、热量的计算 初温 Q吸=Cm(t-t。) Q=Cm△t Q放=Cm(t。-t) C—比热容 △t —变化温度 末温 1、 根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为 初温 Q吸=Cm(t-t。) Q=Cm△t Q放=Cm(t。-t) C—比热容 △t —变化温度 末温
例1:将质量为4kg的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量? 解:C水=4.2×103J/(kg·℃) t。= 20℃ t= 80℃ m= 4kg 根据Q吸=Cm(t-t。)得: Q吸=Cm(t-t。)
Q吸=Cm(t-t。) =4.2×10 3 J/(kg·℃)×4kg×60℃ =1.008×10 6 J 答:
2、小明从表中提供的信息中,得出以下几个结论,其中错误的是( ) B 2、小明从表中提供的信息中,得出以下几个结论,其中错误的是( ) B 几种物质的比热容(J/kg·℃) 水 4.2×103 干泥土 0.84×103 酒精 2.4×103 铜 0.39×103 冰 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铅 0.13×103 A.汽车发动机用水来冷却效果好 B.液体的比热容都比固体大 C.同种物质在不同状态下比热容值不同 D.质量相等的铜和铅,升高相同的温度,铜吸收的热量多
(1)表一的数据说明质量相同的水和煤油升高相同的温度所吸收的热量__________。 液体 质量 初温 加热 时间 末温 水 480g 20℃ 10min 50℃ 煤油 5min (1)表一的数据说明质量相同的水和煤油升高相同的温度所吸收的热量__________。 (2)表二的数据说明质量相同的水和煤油吸收相同的热量时升高的温度________。 液体 质量 初温 加热 时间 末温 水 480g 20℃ 10min 50℃ 煤油 80℃
若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 ___________m3 的液化气. 水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸收 J热量.如果将水倒掉一半,它的比热容将为 J/(kg。℃) 若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 ___________m3 的液化气. [ 水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),液化气的热值是5.0×107J/ m3 ]