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第十三章內(nèi)能
第3節(jié)比熱容引入新課同樣的日照條件,海水與沙灘的溫度不一樣。白天,海水涼,沙灘燙腳。傍晚,沙灘涼了下來,海水卻還暖暖的,這是為什么呢?探究新知一、比熱容1.比較不同物質(zhì)的吸熱情況實(shí)驗(yàn)方案:用相同電加熱器加熱質(zhì)量相同的水和食用油,使它們升高相同的溫度。比較它們吸收熱量的多少,看看這兩種物質(zhì)的吸熱情況是否存在差異。探究新知(1)怎樣獲得質(zhì)量相同的水和食用油?用天平測量。(2)怎樣比較水和油吸收熱量的多少?通過比較液體的加熱時(shí)間來比較吸收熱量的多少。加熱時(shí)間越長,則吸收的熱量越多。說明:規(guī)格相同的電加熱器,在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同,可以認(rèn)為液體在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量是相同的。探究新知時(shí)間/min01234567油的溫度/℃2134424855水的溫度/℃2127323740455155數(shù)據(jù)記錄:注:水和油的質(zhì)量相等,加熱時(shí)間代表吸收熱量的多少。探究新知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:等質(zhì)量的水和食用油,升高相同溫度,水需要的加熱時(shí)間更長,水比食用油吸收熱量多。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量不同。所以物質(zhì)的種類會影響到物質(zhì)對熱量的吸收。探究新知2.比熱容符號:c。定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比。公式:Q=cmΔt。單位:焦/(千克·攝氏度),即J/(kg·℃)。物理意義:
c水=4.2×103J/(kg·℃)表示1kg的水溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103J。探究新知比熱容特點(diǎn):物質(zhì)的比熱容跟密度相似,也是物質(zhì)的特性之一。對某種確定的物質(zhì)來講,比熱容是一個(gè)確定的數(shù)值,它僅與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)。因此,可以用比熱容來鑒別物質(zhì)的種類。探究新知常溫常壓下常見物質(zhì)的比熱容[單位:J/(kg·℃)]水4.2×103沙石0.92×103酒精2.4×103鋁0.88×103煤油2.1×103干泥土0.84×103蓖麻油1.8×103鐵、鋼0.46×103冰2.1×103銅0.39×103空氣1.0×103水銀0.14×103探究新知①比熱容是物質(zhì)的一種屬性,每種物質(zhì)都有自己的比熱容;②水的比熱容最大;③不同種物質(zhì)的比熱容一般不同;④物質(zhì)的比熱容還與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān),如水和冰。探究新知二、比熱容與生活質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)吸收或者放出相同熱量時(shí),比熱容大的物質(zhì)溫度變化較小,比熱容小的物質(zhì)溫度變化較大。同樣的日照條件,海水與沙灘的溫度不一樣。白天,海水涼,沙灘燙腳。傍晚,沙灘涼了下來,海水卻還暖暖的,這是為什么呢?
海水的比熱容比沙子的比熱容大,所以在吸收的熱量相同時(shí),海水升溫比沙子慢;沒有日照時(shí),海水降溫比沙子慢。探究新知三、熱量的計(jì)算知道了水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),你能計(jì)算出0.4kg的水,溫度從20℃升高到70℃,需要吸收的熱量嗎?0.4kg水溫度從100℃降低到70℃需要放出的熱量呢?1.吸熱公式:Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cmΔt。2.放熱公式:Q放=cm(t0-t)或Q放=cmΔt。探究新知公式中各物理量的含義如下。Q吸:物質(zhì)吸收的熱量;Q放:物質(zhì)放出的熱量;c:物質(zhì)的比熱容;m:物體的質(zhì)量;t0:物體原來的溫度(初溫);
t:物體后來的溫度(末溫);Δt:變化的溫度,Δt=t-t0或Δt=t0-t。探究新知例1:質(zhì)量為2kg的鋁塊溫度從30℃升高到40℃,鋁塊吸收的熱量是多少?Q吸=cmΔt=0.88×103J/(kg?℃)×2kg×(40℃-30℃)=1.76×104J。例2:已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),則質(zhì)量為2kg的水,溫度由25℃降低到20℃放出的熱量是多少?Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(25℃-20℃)=4.2×104J。歸納總結(jié)比熱容定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比。單位:焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·℃)。熱量計(jì)算吸熱公式:Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cmΔt。放熱公式:Q放=cm(t0-t)或Q放=cmΔt。鞏固練習(xí)1.下列情況中物質(zhì)的比熱容發(fā)生改變的是()。A.一杯水倒掉半杯B.水凝固成冰C.0℃的水變成4℃的水D.將鐵塊銼成鐵球B鞏固練習(xí)2.沒有裝滿水的容器放入冰箱,在容器內(nèi)的水結(jié)成冰的過程中,下列判斷中正確的是()。A.比熱容改變,內(nèi)能減少,溫度不變 B.比熱容改變,內(nèi)能和溫度不變C.比熱容、內(nèi)能和溫度都減少 D.比熱容、內(nèi)能和溫度都不變A鞏固練習(xí)3.已知c水>c煤油>c干泥土,如果讓質(zhì)量初溫相同的水、煤油、干泥土吸收相同的熱量,那么末溫最高的是()。A.水 B.煤油
C.干泥土 D.無法判斷4.海邊的晝夜溫差比沙漠地帶要小得多,這主要是因?yàn)樗腳___________比較大,相同質(zhì)量的海水和沙石,吸收相同的熱量后,_______的溫度升高得少。C比熱容水鞏固練習(xí)5.質(zhì)量為500g的某種金屬,溫度從100
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