1、第二节 科学探究：物质的比热容第十二章 内能与热机新疆地区有句谚语叫做新疆地区有句谚语叫做“早穿皮袄午穿早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜纱，围着火炉吃西瓜”，你懂得其中的，你懂得其中的道理吗？道理吗？请回答：请回答：（1 1）烧开一壶水与烧开半壶水需要）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量同样多吗？的热量同样多吗？（2 2）把一壶水烧开与烧成温水需要）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量同样多吗？的热量同样多吗？水在温度升高时吸取的热量，跟水的质量有水在温度升高时吸取的热量，跟水的质量有关，和升高的温度有关关，和升高的温度有关 。把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多烧开一
2、壶水比烧开半壶水需要的热量多烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多物质吸收（或放出）热量的物质吸收（或放出）热量的多少，除了与物质的质量和多少，除了与物质的质量和温度变化有关外，还可能与温度变化有关外，还可能与什么有关？什么有关？可可能能与与物物质质的的种类有关。种类有关。如何通过实验来研究如何通过实验来研究?根据猜想设计实验根据猜想设计实验 让我们认识电加热器让我们认识电加热器 探究活动探究活动探究活动探究活动 方案一：取等质量的水和煤油，方案一：取等质量的水和煤油，加热相似的时间（吸取相等的热加热相似的时间（吸取相等的热量）后，比较温度的变化。量）后，比较温度的变化。方案二：取等质量的水和煤油
3、，方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相似的温度，比较加热使其升高相似的温度，比较加热的时间（吸取热量的多少的时间（吸取热量的多少)。根据猜想设计实验根据猜想设计实验 我们就选你 研究不同物质吸取热量的能研究不同物质吸取热量的能力，所要控制的因素：力，所要控制的因素：1、质量相似、质量相似2、升高的温度相似、升高的温度相似3、加热的热源要相似、加热的热源要相似 如果加热办法完全相似如果加热办法完全相似,就能够认为相似就能够认为相似时间里物质吸取的热量相似时间里物质吸取的热量相似信息快递信息快递：进行实验，收集信息进行实验，收集信息 我懂得了!相等质量的水和煤油吸取相等的热量后，相等质量的水和煤
4、油吸取相等的热量后，升高的温度是不同的。升高的温度是不同的。相等质量的水和煤油升高相似的温度。相等质量的水和煤油升高相似的温度。吸取的热量是不同的。吸取的热量是不同的。相似质量的同种物质，升高相似的温度，相似质量的同种物质，升高相似的温度，吸取的热量是吸取的热量是 。相似质量的不同种物质，升高相似的温相似质量的不同种物质，升高相似的温度，吸取的热量是度，吸取的热量是 。分析得出结论分析得出结论相似的相似的不相似的不相似的探究活动探究活动探究活动探究活动 实验后的思考实验后的思考 1 1、水和煤油谁的吸热能力强？、水和煤油谁的吸热能力强？2、如何科学地比较不同物质的这种特性？、如何科学地比较不同
5、物质的这种特性？实验后的思考实验后的思考,往往比实验本身更重要。往往比实验本身更重要。牛顿牛顿探究活动探究活动探究活动探究活动 比热容的概念比热容的概念 其实很简单，就是采用比较单位其实很简单，就是采用比较单位质量、升高质量、升高11 的的水和煤油水和煤油 吸热吸热的多少来比较它们的吸热能力。的多少来比较它们的吸热能力。比热容比热容(C)(C)单位质量的某种单位质量的某种物质温度升高物质温度升高11吸取的热量，吸取的热量，叫做这一物质的比热容叫做这一物质的比热容比热容的单位比热容的单位 ：J/J/（kgkg）几个物质的比热容几个物质的比热容单位：单位：J/（kg）水水 4.2103蓖麻油蓖麻油
6、 1.8103铁、钢铁、钢0.46103酒精酒精 2.4103砂石砂石 0.92103铜铜 0.39103煤油煤油 2.1103铝铝 0.88103水银水银 0.14103冰冰 2.1103干泥土干泥土 0.84103铅铅 0.13103你发现了什么？物质的比热容与物质的种类有关，不同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；的物质的比热容是不同的；水的比热容最大；水的比热容最大；物质的比热容不仅与物质和种类有关，物质的比热容不仅与物质和种类有关，同时还与物质的状态有关，如水的比热同时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；容与冰的比热容就不相等；水的比热是水的比
7、热是_它的物理意义是它的物理意义是:_:_4.2103J/(kg )一公斤的水温度每升高一公斤的水温度每升高(减少减少)1,)1,吸取吸取(或放出或放出)热量是热量是4.2103J4.2103J5 5公斤的水要温度升高公斤的水要温度升高10,10,要吸取要吸取多少热量多少热量?比热容是物质的一种特性，就像密度是比热容是物质的一种特性，就像密度是物质的特性同样，同种物质的比热容是一定，物质的特性同样，同种物质的比热容是一定，不随物体吸取或放出的热量多少、质量、升不随物体吸取或放出的热量多少、质量、升高或减少的温度而变化。高或减少的温度而变化。比一比，看谁最聪颖？比一比，看谁最聪颖？1 1、人们选
8、择用水给发动机冷却，、人们选择用水给发动机冷却，用水取暖，这是为什么？用水取暖，这是为什么？2 2、沙漠工带昼夜温差很大，而、沙漠工带昼夜温差很大，而 沿海地区昼夜温差不大，这是沿海地区昼夜温差不大，这是什么因素？什么因素？水的比热容大，在质量一定的条件下水的比热容大，在质量一定的条件下水升高水升高(或减少或减少)一定温度吸热一定温度吸热(或放热或放热)诸诸多，用水用冷却剂或取暖效果好。多，用水用冷却剂或取暖效果好。从比热容表能够看出，多个物质，水的从比热容表能够看出，多个物质，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的状况下，水的温度变化要小些。却的
9、状况下，水的温度变化要小些。由于海水的比热容大，砂石比热容小，海水由于海水的比热容大，砂石比热容小，海水与砂石比较，吸取或放出同样的热量，升高与砂石比较，吸取或放出同样的热量，升高或减少的温度较小，白天在受太阳照射条件或减少的温度较小，白天在受太阳照射条件相似时，海水的温度变化要小些，沿海地区相似时，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，沿海地区温比内陆地区温升慢，夜晚放热，沿海地区温度减少也少。因此一天之中，沿海地区温度度减少也少。因此一天之中，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，冬季内陆比沿年
10、之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海严寒。海严寒。新疆有句谚语：新疆有句谚语：新疆有句谚语：新疆有句谚语：“早穿皮袄午穿纱早穿皮袄午穿纱 围着火炉吃西瓜围着火炉吃西瓜”你现在能说出它的道理！你现在能说出它的道理！你现在能说出它的道理！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，砂石吸取热量后，其温度会快速升高；而到黄昏，砂石 要放出热量，由于砂石的比热容较小，砂石的温度会立刻下降，温度很低，因此沙漠气候温差变化很大。热量的计算公式公式 如果懂得某物体的质量为，比热如果懂得某物体的质量为，比热容为和温度的变化值容为和温度的变化值 ，根据物质比
11、，根据物质比热容的定义可计算出该物体吸取或放出热容的定义可计算出该物体吸取或放出的热量为的热量为 =：物体温度变化时吸取或放出的热量；单位为：物体温度变化时吸取或放出的热量；单位为J：物质比热容：物质比热容 单位单位 J/(kg.)：物体的质量：物体的质量 单位单位 kg ：温度的变化值，温度升高时为：温度的变化值，温度升高时为21；温度减少时为温度减少时为12 单位单位 热平衡关系式：Q放=Q吸两个温度不同的物体放在一起时，高温两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度减少；低温物体物体将放出热量，温度减少；低温物体吸取热量，温度升高；最后两物体温度吸取热量，温度升高；最后两物体
12、温度相似，称为达成热平衡。相似，称为达成热平衡。1、要把2kg温度为20 的水加热到100，最少需供应多少热量？已知：c水=4.2103J/(kg )，m=2kg初温t1=20，末温t2=100 求：Q吸解：根据=t=（t2-t1）Q吸=4.2103J/(kg )2kg（100-20）=6.72 105J答：略质量是100kg的钢锭，温度从1.3103 降到降到30，放出多少热量？，放出多少热量？已知：已知：c钢钢=0.46103J/(kg )，m=100kg初温初温t1=1.3103 ，末温，末温t2=30 求：求：Q放放解：根据解：根据=t=（t1-t2）Q放放=0.46103J/(kg
13、)100kg（1300-30）=5.84 107J答：略答：略1 1、水水的的比比热热容容是是4.2103J4.2103J(kg)(kg)，将将质质量量为为4kg4kg的的水水从从2020加加热热到到7070需需要要吸吸取取 J J热热量量如如果果将将水水倒倒掉掉二二分分之之一一，它它的的比比热热容容将将为为 J J(kg(kg。)练习：2 2、水水的的比比热热容容是是煤煤油油比比热热容容的的两两倍倍，若若水水和和煤煤油油的的质质量量之之比比为为1 1：2 2，吸吸取取的的热热量量之之比比为为2 2：3 3，则则水水和和煤煤油油升升高高的的温温度度之之比比为为()A A：3 3：2 B2 B：
14、2 2：3 C3 C：4 4：3 D3 D：3 3：4 48.4105 54.2104.2103 3B状态一定的某物质的比热容（状态一定的某物质的比热容（）A跟它吸取的热量成正比跟它吸取的热量成正比B跟它的质量成反比跟它的质量成反比C跟它的温度变化成反比跟它的温度变化成反比D只是物质的一种属性，只与物质本身有只是物质的一种属性，只与物质本身有关关例题：某同窗将一杯质量是例题：某同窗将一杯质量是200200、温度是、温度是55的冷水和一杯质的冷水和一杯质量是量是100100、温度是、温度是85 85 的热水的热水兑在一起，混合后的水温度最高兑在一起，混合后的水温度最高是多少？是多少？简答：设混合合后的水温为简答：设混合合后的水温为。1=200水温度从水温度从1=5上升至上升至，吸取热量：，吸取热量：Q吸吸=水水1(1)2=100水温度从水温度从2=85 下降至下降至，放出热量：，放出热量：Q放放=水水2(2)若没有热量损失，混合后的温度最高，若没有热量损失，混合后的温度最高，Q吸吸=Q放，解得：放，解得：水水1(1)=水水2(2)=31.7
