苏科版 第十二章 九年级上册物理 机械能和内能 12.3 物质的比热容 情景引入：观察 这里的气候宜人，四季如春。你知道其中的缘故吗？ 情景引入：思考 （ 1 ）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多 吗？ (2) 将质量相同的铜块和铁块加热，升高相同的 温度，需要的热量一样多吗？ 物体温度升高与哪些因素有关呢？ 一、探究不同物质吸热升温现象 提出问题 初夏 , 小明和小华去海边游玩 , 中午 , 他们赤脚走在海边的沙 滩上 , 觉得沙子很烫 ; 当他们跳进海水中时 , 却觉得海水较凉。 同样都是在太阳光照射下 , 为什么海水和沙子的温度不一样呢 ? 猜想与假设 可能是沙子和水吸收相同热量时升高的温度不相同 , 沙子吸热 升温比水快的缘故。 实验设计 实验探究 实验探究：比较不同物质的吸热能力 实验目的：让相同质量的水和砂子吸收相 同的热量，比较它们温度升高的多少来研 究它们吸热能力的差异。 实验器材：两支酒精灯、两个金属盘、 两个铁架台（带铁夹）、两块石棉网、 质量相同的 ____ 和 ____ 、两支 _________ 、 ________ 。 实验记录： 结论一： 质量相同的不同物质，吸收相 同的热量，升高的温度不同。 结论二： 质量相同的不同物质，升高相同 的温度，吸收的热量不同。 二、比热容 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的 热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物 质的比热容。公式： c=Q/m△t 比热容用符号 c 表示，它的单位是焦每千克摄氏度 ，符号是 J/(kg · ℃) 。 物理意义：比热容是物质的一种物理属性，数值上等 于单位质量的某种物质温度升高 / 降低 1℃ 所吸收 / 放出的热量。 公式解析 根据物质比热容的定义式 c  Q，可变形为： Q=cmΔt ， 如果已 mt 知物体的质量 m, 比热容为 ｃ 和温度的变化值 Δt ，可计算出该物 体吸收或放出的热量。 Ｑ ：物体温度变化时吸收或放出的热量，单位： J Q=cmΔt ｃ ：物质比热容，单位： J/(kg.℃) m ：物体的质量，单位 kg △t: 温度的变化值（升高或降低的温度） , 单位 :℃ 比热容的实质 (1) 反映了物质吸热放热的本领 ; 比热容越 大 , 吸热或放热本领越强 ; 即相同质量的不 同物质 , 升高或降低相同的温度 , 比热容大 的物质 , 吸收或放出的热量更多 , 比热容小 的物质吸收或放出的热量更少。 (2) 物质对冷热反应的灵敏程度 ; 比热容越 小 , 对冷热反应越灵敏 , 温度变化越快 ; 即 相同质量的不同物质 , 吸收或放出相同的热 量 , 比热容小的物质温度变化更快 , 比热容 大的物质温度变化慢。 水的吸热和放热本领比食用 油强 , 吸收相同的热量 , 温 度上升的少 ( 慢 ) 。 一些物质的比热容 物质 c/[J/(kg·℃)] 物质 c/[J/(kg·℃)] 水 酒精 煤油 冰 色拉油 沙石 4.2×103 2.4×103 2.1×103 2.1×103 1.97×103 约 0.92×103 铝 干泥土 铁、钢 铜 水银 铅 0.88×103 约 0.84×103 0.46×103 0.39×103 0.14×103 0.13×103 (1) 比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。 (2) 一般地，同种物质比热容相同，不同物质比热容不同。 (3) 同种物质，状态发生改变，比热容也会发生改变。 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。 注意： 公式 Q 仅为一个比值关系，没有正比、反比关系，不同物 c mt 质的比热容一般不同，同种物质的比热容与其状态有关。 比热容的应用： 讨论 ： 1 、汽车发动机为何用水来冷却 ？ 冬天的散热器（俗称暖气片） 为何用热水供暖？ 工厂里的冷却塔为什么大多用 水作为冷却介质？ 结论：利用水的比热容大的特性。 2 、新疆有句谚语：早穿皮袄午穿纱 , 晚上 围着火炉吃西瓜。你能说出它的道理吗？ 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。 3 、你知道海陆风和陆海风是如何形成的吗？ 海陆风 陆海风 由于海水比热容大，接受太阳辐射能后，表面升温慢，陆地比热容小 ，升温比较快。于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升气压减 小而形成海面吹向陆地的海风。夜晚则恰恰相反，海水降温慢，海面 空气温度相对高，空气上升气压小而形成由陆地吹向海面的陆风。 教材引入 总结：运用公式法理解水的比热容大的三种应用： 应用 分析 根据公式 Q=cmΔt 可知：相同质量的水和其他液体 致冷 相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，降温效果 好。 根据公式 Q=cmΔt 可知：相同质量的水和其他液体 散热 相比，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果 好。 沿海地区的温度变化比内陆地区小，原因：根据公式 调节气 Δt=Q/cm 可知：相同质量的水和沙石相比，吸收相 三、热传递过程中吸收或放出的热量 时间／ min ０ 煤油的温 度／０Ｃ 水的温度 ／０Ｃ １ ２ ３ ４ ５ 21 34 42 48 55 21 27 32 37 40 ６ ７ ８ 45 51 55 ９ 水的比热容比煤油的比热容大 越多 质量相同的不同种物质，升高相同的温度时，比热容越大吸收热量 ______ 越小 质量相同的不同种物质，吸收相等的热量，比热容越大温度变化 _____ 10 质量为 1kg 的铝块温度升高 1℃ 吸收多少热？ 质量为 2kg 的铝块温度升高 1 ℃ 吸收多少热？ 质量为 2kg 的铝块温度从 30 ℃ 升高到 100 ℃ ，铝块吸收的热量是 多少？ Q 吸：物质吸收的热量 C: 物质的比热容 Q 放：物质放出的热量 m ：物体的质量 t0 ：物体原来的温度（初温） t ：物体后来的温度（末温） Δt ：变化的温度 Δt=t-to 练一练 1 、质量为 10kg 的水温度从 25℃ 升高到 65℃ ，水吸收了多少热 量？ 解： Q 吸 =cm(t-t0) ＝ 4.2╳103J/(kg.℃) ╳10kg ╳ （ 65℃-25℃ ） ＝ 1.68╳106J 答：水吸收了 1.68╳106J 热量 2 、质量为 2kg 的沸水（ 100℃ ），温度降低了 60℃ ，水放出了多少热量？ 解： Q 放 =cm(t0-t) ＝ 4.2╳103J/(kg.℃) ╳2kg ╳60℃ ＝ 5.04╳105J 答：水放出了 5.04╳105J 热量