1、13.3 比热容 教学目标: (一)知识与技能 1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性,掌握比热容的单位。 2.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算题。 (二)过程与方法 1. 通过探究,比较不同物质的吸热能力; 2.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“热岛效 应” 。 (三)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: 比热容的定义与应用。 教学难点: 运用比热容的概念,解决实际问题。 教学方法: 演示实验与学生实验相结合的教学方法。 教学用具: 烧杯两个,各装等量的水和煤油,两支温度计,两个相同
2、功率的电热器(热 得快) ,两个搅拌器。 教学过程: (一)复习提问 提问:热传递的实质是什么?什么叫做热量?为什么热量的单位跟功的单位相同? (二)引入新课 利用热量单位卡的规定引入新课。 从热量单位卡的规定,我们知道使 1 克水升高 1需要吸收的热量是 1 卡。这个规定 中限定了 1 克的水,限定了温度升高 1。可见水的质量越多,升高温度的度数越多,需 要吸收的热量越多。其实大家也都有这方面的经验。 举例说明物体吸热的多少跟物体的质量和物体温度升高的度数有关。 卡的规定中,还限定了升温的物质是水。那么,其他物质,在质量相等、温度升高的 度数也相等时,吸收的热量是不是跟水一样多呢? (三)新
3、课教学 一、热量的大小跟哪些因素有关? 热总是由高温物体传向低温物体,直到温度相等为止。高温物体放热,温度降低;低 温物体吸热,温度升高。当物体的温度升高或降低时,物体吸收或放出的热量多少跟什么 条件有关呢? 1热量跟物体的质量有关。 我们都有这样的常识,同温度的一壶水和半壶水,要加热到沸腾,一壶水吸收的热量 多。同样,要把开水自然冷却,水越少,凉得越快,所以,物体温度升高或降低时,吸收 或放出的热量跟质量有关。质量越大,热量越多。 2热量跟物体升高或降低的温度有关。 同一块铁,把它烧到温度为 100需要的热量少,继续把它烧到 1000,需要的热量 多。可见,物体吸收或放出的热量还和升高或降低
4、的温度有关。温度的变化越大,热量越 多。 3热量跟物质的种类有关。 我们也有这样的经验:一块铁放在火上烧很快就非常烫了。而对水加热,经过很长时 间,水才微微发热。也就是说,铁比水容易热(即吸收的热量少) 。 为了比较不同物质的这方面的热学特性,我们做下面的实验(介绍实验装置,讲解观 察的内容) 。 这是两个相同的烧杯。在烧杯中分别装入质量相等的水和煤油,用相同的电热器对它 们加热。水和煤油吸收热量,温度升高,我们用温度计测量水和煤油的初温度和末温度。 由于电热器是完全相同的,可以认为在相等的时间内,它们放出的热量相等,水和煤油吸 收的热量也相等。实验时我们观察水和煤油温度的变化。 实验开始。先
5、请同学测量水和煤油的初温,现在开始加热,接通电路。 (操作并搅拌。 三分钟后记录水和煤油升高到的温度,并写在黑板上) 从实验记录可以分析出以下几点: 相同时间,水和煤油吸收的热量相等。 煤油的温度升高的多。 相同质量的水和煤油要升高同样的温度对水加热的时间应该长,即,水应该吸收更 多的热量。 可见,不同物质,质量相同,升高同样的温度,吸收的热量不等。 二、比热容 为了比较不同物质,在质量相同,升高同样的温度时吸收的热量不等这一热学性质, 我们引入比热容的概念。 1单位质量的某种物质温度升高 1吸收的热量叫该物质的比热容。 单位质量的某种物质温度升高 1放出的热量和它温度升高 1吸收的热量相等,
6、也是 它的比热容。 2比热容的单位:比热容的单位是焦耳/(千克) ,读作焦每千克摄氏度。 3巩固比热容的概念和单位。 水的比热容是 4.2103 焦耳(千克) 。它的物理意义是一千克水,温度升高 1, 吸收的热量是 4.2103 焦耳。 请大家读第 132 页的比热容表,并解释物理意义。 (学生读、讲) 三、热量的计算 1推导公式。 根据比热容的物理意义,以及热量跟物体的质量和温度的变化有关,就可以计算物体 的温度改变时吸收或放出的热量。 例 12 千克的水,使它的温度由 20升高到 100,水吸收多少热量? 根据水的比热容是 4.2103焦/(千克)可知,1 千克水,温度升高 1吸收 4.2
7、103焦耳的热量。那么 2 千克的水温度升高 1吸收的热量应是 4.2103焦/(千 克)2 千克。这些水的温度升高了 100-20=80时,吸的热量是 4.2103焦 (千克)2 千克80=6.7210 5焦耳。 所以,计算热量的公式是 Q 吸 =cm(t-t0)其中 c 表示物质的比热容,用焦/(千克) 作单位;m 表示质量,用千克作单位;t-t 0表示物体升高的温度,用摄氏度作单位;Q 吸表 示吸收的热量。 如果物体的温度下降,放出的热量 Q 吸 =cm(t-t0), t-t0表示下降的温度。 例 2质量是 10 千克的冰,温度由-20升高到 0,冰吸收多少热量? 根据公式 Q 吸 =c
8、m(t-t0)得 Q=2.110 3焦/(千克)10 千克0-(-20) = 4.210 5焦耳。 四、比热容的实际意义 从比热容表中可知,水的比热容很大。水和干泥土相比,在同样受热的情况下,吸收 同样多的热量,水的温度升高很少,而干泥土的温度升高较多。因此,同在阳光照射下, 内陆地区夏季炎热,而冬季寒冷。形成了一年四季温差大,一日之中昼夜温差大的大陆性 气候。沿海地区四季温差小、昼夜温差也小。 正因为水的比热容大,在生活中往往用热水取暖,室温比较稳定。有些机器工作时变 热,也多用水来冷却。 (四)课堂小结 板书设计 16.3 比热容 一、热量的大小跟哪些因素有关 二、比热容 三、热量的计算 四、比热容的实际意义 布置作业 1.如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。左右两图中,除杯 内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。完成该实验还需要_,在相同 的加热时间内食用油和水吸收的热量是_(选填:相同的、不同的) 。 2.冰在熔化过程中,下列判断正确的是 ( ) A内能不变,比热容不变 B吸收热量,温度不变 C比热容、内能、温度都不变 D比热容变大、内能增加,温度升高 答案: 1.手表、温度计; 相同的 2. B