第三节比热容

第三节比热容（1）●教学目标：1．知识技能：（1）了解比热容的概念、意义，知道比热容是物质的一种属性，知道比热容的单位。（2）知道水的比热容较大，尝试用比热容解释简单的自然现象。2．过程方法：（1）通过探究，比较不同物质的吸热能力。（2）通过阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解一下“热岛效应”。3．情感、态度与价值观：利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。●教学重点：理解比热容的概念，利用比热容的有关知识解释生活中有关现象●教学难点：比热容的物理意义及比热容知识的应用●教学用具：酒精灯、金属盒、温度计、铁架台、水、沙子●教学过程：一、创设情景、引入新课物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢？从经验知道，要烧开温度相同的一壶水和半壶水时，一壶水需要吸收的热量多。若都是一壶水，温度低的那一壶水吸收的热量多。那么，将相同质量的铜块和铁块加热，使它们升高相同的温度，需要的热量一样多吗？二、进行新课1.探究：比较不同物质的吸热能力（1）提出问题：质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，它们升高的温度是否相同，比较它们的吸热能力的差异。（2）猜想与假设：水升高的温度少，沙子升高的温度多；水和沙子升高的温度相同；水比沙子的吸热能力强。（3）制定计划与设计实验用水和沙子作为研究对象，装置如图1所示，在两个金属盒内分别装入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热，用温度计测量吸收热量后的温度值。（4）进行实验与收集证据：根据具体情况分成若干小组，一部分以水为探究对象，另一部分以沙子为探究对象。①实验步骤：用温度计记录加热前水和沙子的初温t1。用酒精灯加热一段时间，记录水和沙子的末温t2。②实验数据记录表格物质质量m（g）初温t1（℃）末温t2（℃）升高温度（℃）加热时间t（min）水沙子（5）分析与论证：问：沙子温度升高较快，这一现象说明了什么？要使水和沙子升高相同的温度，相应应该怎样操作？结论：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收热量相同；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收热量不同（6）评估与交流：①学生各组实验数据不一致所产生的原因？②对实验中存在的热损失，有什么改进方法?2.比热容（specificheat）（1）定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容，符号为c。（2）单位：焦每千克摄氏度符号为J/(kg·℃)（3）物理意义：①比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容；②它表示质量相等的不同物质，升高相同的温度吸收热量不同；③它反映了物质吸热或放热的本领。（4）比热容表：几种物质的比热容c/J/(kg·℃)水4.2×103铝0.88×103酒精2.4×103干泥土0.84×103煤油2.1×103铁、钢0.46×103冰2.1×103铜0.39×103蓖麻油1.8×103水银0.14×103砂石0.92×103铅0.13×1033.比热容的应用从表中看出水的比热容较大，即升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量较多。（1）用水冷却汽车发动机，用热水取暖。（2）一天当中沿海地区温差变化较小，内陆地区温差变化较大。（3）在农业上，人们往往会在傍晚往田里灌水，保护秧苗。三、课堂训练1.酒精的比热容是2.4×103J/（kg•℃），它表示。一瓶酒精倒去1/3，剩下的酒精的比热容将。（填“变大”，“变小”或“不变”）2.小丽在海边游泳时发现，同样在烈日下，沙滩很热，而海水却比较凉，这是因为什么？小丽感到不可理解，请你给她解释一下。答：因为水的比热容较_________，水和沙相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出的热量相同，但比较而言，水的温度变化比沙_________，因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水温度_________。3.沿海地区的昼夜气温变化不大，而内陆沙漠地区的昼液气温变化较大，形成这种现象的主要原因是______________。4.水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是()A、炎热的夏天，在室内的地面上散水感到凉爽B、用水做内燃机的冷却液C、在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气候D、供暖系统使用热水循环供暖四、小节：五、作业布置：动手动脑学物理1、2板书设计：§16.3比热容（1）一、比热容1.定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量，2.叫做这种物质的比热容，用符号c表示3.单位：焦每千克摄氏度符号为J/(kg·℃)应用：第三节比热容（2）一、创设情景、引入新课：已知铝的比热容是0.88×103J/（kg·℃），这表示质量是1kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88×103J。计算：把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少？二、进行新课：1.热量计算公式分析：2kg的铝块温度升高1℃时吸收的热量是0.88×103×2–1.76×103J2kg的铝块温度升高100℃—30℃=70℃时，吸收热量是1.76×103J×70=1.23×105J上述计算可以写成一个计算式：铝块吸收的热量=0.88×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃—30℃）=1.23×105J如果以Q代表物体吸收的热量，c代表物质的比热容，m代表物体的质量，t。和t分别是加热前后物体的温度；通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算热量的公式Q吸=cm（t–t0）。如果要计算物体降温时放出的热量，公式就为Q放=cm（t0–t）。（1）公式：Q吸=cm（t–t0）；Q放=cm（t0–t）（2）注意：①公式中各符号所代表的物理量；②（t–t0）和（t0–t）为温度的变化量，也可以用△t表示，则公式变为Q=cm△t；③“升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”的区别。例题1：质量为100kg的钢锭，温度从1.3×103℃降到30℃，放出多少热量？[c钢=0.46×103J/（kg·℃）]解：略例题2：有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中，如果传给水的热量是2.73×106J，则水温会升高到多少度？解：略2.热平衡方程：冷热物体混合时，达到相同的温度，若不计热量损失，则低温物体吸收的热量一定等于高温物体放出的热量，即Q吸=Q放例题3：把5kg热水和15kg冷水相混合，温度从90℃降低到30℃，若不计热损失，冷水温度升高了几度？冷水吸收了多少热量？解：略三、课堂练习1．质量为500g的铝锅中装有2kg的水，把水从15℃加热到95℃时，共需要吸收多少热量？[c铝=0.88×103J/（kg·℃）]解：略2．把一个质量为100g的铁球放在火炉中烧较长的一段时间，然后取出铁球，立即投入质量为200g，温度为15℃的水中，混合后的共同温度为59℃。求火炉内的温度．(不考虑热量损失)解：设铁球的质量为m1，比热容为c1，初温和末温分别为t01、t1，则Q放=c1m1（t01–t1）设水的质量为m2，比热容为c2，初温和末温分别为t02、t2，则Q吸=c2m2（t2–t02）因为不考虑热损失，则有Q吸=Q放即Q放=c1m1（t01–t1）=Q吸=c2m2（t2–t02）解得C862C59kg1.0)CJ/(kg1046.0C)15C(59kg2.0)CJ/(kg104.2)(331110222201tmcttmct3．由于铁块在火炉中烧较长一段时间，所以火炉温度与铁球的初温相同随着人民生活水平的提高，很多家庭使用了电热水器．下表是“××”牌电热水器说明书的部分内容．如使用J40SHE(—T／R)型号的电热水器，并将热水器装满初温为20℃的水．[水=1.0×103kg／m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]试求：(1)把水加热到65℃时，水吸收多少热量?(2)在额定电压下把水加热到65℃，所用时间为5.6×103s，电热水器的效率是多少?解：（1）水的质量m=水V=1.0×103kg／m3×40×10-3m3=40kg水吸收的热量Q吸=c水m（t末–t初）=4.2×103J/（kg·℃）×40kg×（65℃–20℃）=7.56×106J（2）时间t内电流所做的总功W总=Pt=1.5×103W×5.6×103s=8.4×106J∵有用功W有=Q吸∴%90J104.8J1056.766总吸WQ4．把80kg的钢块加热到100℃后投入温度为20℃，质量为100g的煤油中，测出混合后的温度为31.8℃，求煤油的比热容？解：Q吸=c煤油m煤油（t–t1）Q放=c钢m钢（t2–t）∵Q吸=Q放∴c煤油m煤油（t–t1）=c钢m钢（t2–t）四、小节：五、作业布置：动手动脑学物理3、4板书设计：16.3比热容（2）一、热量计算：Q吸=cm（t–t0）；Q放=cm（t0–t）二、例题分析：例1例2例3三、热平衡方程：Q吸=Q放型号容积(L)额定电压(V)额定功率(kW)J30E／SHE(-T/R)302201.5J40SHE(-T/R)402201.5J60SHE(-T/R)602201.5