第3節比熱容（導學案）【學習目標】1.理解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性。2.通過比熱容的實驗，體會控制變量的方法在實驗中的作用。3.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象，感受物理知識與生活的密切聯系。4.會進行簡單的吸、放熱計算。【學習重點】1.比熱容的概念和應用。2.熱量的計算。【學習難點】比熱容概念的建立。【自主預習】閱讀教材，完成以下問題：1.相同質量的水和食用油，當升高相同的溫度時，吸收的熱量（選填“相同”、“不相同”）。2．在探究不同物質的吸熱能力實驗中，我們用到了轉換法：①升高相同的溫度時，通過比較長短來判斷物體的吸熱能力；②加熱的時間相同時，通過比較的快慢來判斷物體的吸熱能力。3.比熱容：①比熱容是用來比較物質吸熱能力的物理量。②定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度，叫做這種物質的比熱容。③單位：，讀作焦每千克攝氏度。④比熱容是物質的一種，每種物質都有自己的比熱容。4．影響吸放熱的因素：物質的、、。計算物質吸熱的公式：Q吸=；計算物質放熱的公式：Q放=.【合作探究】探究一、探究不同物質的吸熱能力1.探究不同物質的吸熱能力【思考】以燒水為例，物質吸收的熱量可能哪些因素有關?有哪些事例支持你的猜想?【猜想與假設】（1）物質吸收熱量的多少可能與水的有關。例如把水燒開時，水的質量越大，加熱時間越長。（2）物質吸收熱量的多少可能與有關。例如燒水時，水的溫度越高，加熱時間越長。（3）物質吸收熱量的多少可能與物質的有關。例如加熱質量相等的水與油，升高相同的溫度，加熱的時間不等。【思考】對于不同的物質，例如水、沙子、煤油，如果它們的質量相同,溫度升高的度數也一樣，它們吸收的熱量是否相同?怎樣比較不同物質的吸熱能力呢?【設計實驗】（1）實驗方法：該實驗用控制變量法、轉換法進行探究①控制變量法：探究物質吸收的熱量可能與質量、升高的溫度、物質的種類有關時，應該控制兩個量不變，每次實驗只能改變一個量。②轉換法：因為熱量無法直接測量，所以我們可以用來比較物質吸收的熱量。（2）實驗器材：質量相等的水與食用油、溫度計2支、電加熱器2個、秒表.【進行實驗與收集數據】（1）取質量（相等/不相等）的水與食用油各200g.（2）按照如圖所示安裝器材。觀察的示數，記下加熱前水和食用油的溫度.（3）接通電源，同時對燒杯中的水和食用油加熱3～5min（根據實際情況而定）.（4）停止加熱，同時讀出兩只溫度計的示數，記下水和食用油的溫度.（5）算出加熱過程中水和食用油的溫度各升高多少℃.（6）處理實驗數據.物質物質質量m/g初溫t0/℃末溫t1/℃（t1-t0）/℃吸收的熱量（加熱時間）水200204222相等食用油200205535相等【分析與論證】（1）質量相等的水和食用油吸收相同的熱量，升高的溫度（選填“相等”或“不相等”），食用油升高的溫度比水的多。推理：質量相等的水與食用油升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”），水吸收的熱量比食用油的多.表明水和食用油吸熱本領（選填“一樣”或“不一樣”）.（2）換用其他物質進行實驗，發現在質量相同，升高的溫度相同時，不同物質吸收的熱量也不同。（3）實驗結論：質量相等的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”）。【進行以下討論】（1）測量物質的選取：應選取、相同的不同物質；（2）選擇相同的熱源、保證相同加熱時間相同目的：是為了讓兩種物質吸收的熱量（選填“相等”或“不相等”）。（3）用規格相同的電加熱器對不同物質進行加熱的好處：首先，與酒精燈相比，更容易控制相同時間內提供的熱量相同；其次，內部加熱，熱量損失.（4）判斷物質吸熱能力強弱的兩種方法①加熱相同時間，通過比較溫度變化的快慢來判斷物體吸熱能力的強弱，溫度變化快的吸熱能力（選填“強”或“弱”）；②升高相同溫度，通過比較加熱時間長短來判斷物體吸熱能力的強弱，加熱時間長的物體吸熱能力（選填“強”或“弱”）。該實驗既可以用方法①比較物質吸熱能力的強弱，也可以用方法②比較物質吸熱能力的強弱.⑤該實驗用裝置常見的有兩種，如圖所示，兩種裝置對比，哪種更好一些，為什么？甲乙甲乙圖中裝置更好一些，因為該裝置中散熱較少；乙裝置中兩酒精燈在相同的時間放出的熱量被水吸收的量很難控制相同，誤差大一些，因此有條件時，盡量選擇甲裝置。【想一想】通過前面的實驗我們知道：不同物質吸熱的能力不同。那么應該怎樣比較不同物質的吸熱能力？我們來看看通過精確實驗獲得的兩組實驗數據：1kg的水，溫度升高1℃，需要吸收4.2×103J的熱量。3kg的煤油，溫度升高2℃，需要吸收12.6×103J的熱量。水與煤油，哪一種物質吸熱的能力更強？你能否比較？【方法】我們只需計算出1kg煤油溫度升高1℃時吸收的熱量，再與1kg的水溫度升高1℃時吸收4.2×103J的熱量進行比較即可。計算方法：EQ\F(12.6×103J,3kg×2℃)=2.1×103J/(kg·℃)即：_________________結論：比較物質吸熱的能力，可以通過計算_____________，該比值越大，物質的吸熱能力越強。2.比熱容（1）物理意義：用來比較物質的物理量。（2）定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度，叫做這種物質的比熱容。（3）定義式：比熱容=EQ\F(熱量,質量×升高的溫度)數學表達式：___________。Q表示物質吸收的熱量，單位是（J）m表示物體的質量，單位是（kg）Δt表示升高（或降低）的溫度，單位是（℃）；吸熱時Δt=t末溫-t0放熱時Δt=t0–t末溫c表示物質的比熱容，單位是，符號：J/(kg℃)（4）實驗證明：·單位質量的某種物質，溫度降低1℃時放出的熱量，也等于這種物質的比熱容。（5）水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意義：1kg水溫度升高或降低1℃時吸收或放出的熱量是4.2×103J.（6）比熱容是物質的一種，每種物質都有自己的比熱容。①同種物質的比熱容是不變的，與質量、溫度、吸收的熱量，與物質的種類和狀態（均選填“有關”或“無關”）。②比熱容反映了物質的吸熱能力，比熱容越大，越不容易升溫，也不容易降溫。常見物質的比熱容[J/（kg·℃）]水4.2×103色拉油1.97×103鐵、鋼0.46×103酒精2.4×103砂石0.92×103銅0.39×103煤油2.1×103鋁0.88×103水銀0.14×103冰2.1×103干泥土0.84×103鉛0.13×103【想一想】從上表中你可發現什么規律？①不同種物質，比熱容值一般（選填“相同”或“不相同”）。②同種物質在不同狀態時，比熱容值（選填“相同”或“不相同”）。③水的比熱容最，約是砂石的倍。3.運用比熱容知識解釋有關現象（1）為什么沿海地區比沙漠地區的晝夜溫差小？【分析】因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子，所以海水升溫比沙子；因此白天海水溫度低，沙子溫度。晚上沒有光照時，海水和沙子放出相同熱量時，海水降低的溫度比沙子的。所以海水溫度高，沙子溫度。（2）沙漠地帶晝夜溫差變化大的原因吐魯番夏天最高溫度大多在四十多攝氏度，居中國之首，而火焰山又是吐魯番最熱的地方，其表面溫度最高曾達到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就降到二十多攝氏度，空調都不用開。這是為什么呢？【分析】砂石的比熱容比較，在吸收（或放出）相同的熱量時，升高（或降低）的溫度比其他物質的要。（3）城市的“熱島效應”城市內有大量的鋼筋水泥建筑，給我們的生活帶來方便的同時，也給我們帶來諸多不便。比如，炎炎夏季，都市氣溫往往比郊外要高3℃～5℃，這就是熱島效應，你能夠解釋其中的道理嗎？【分析】這些人工構筑物吸熱快而比熱容小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫，吸收熱量，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。解決方法：種草種樹、建造人工湖等。（4）體溫計中為什么用水銀作測溫介質?用水可以嗎?【分析】因為水銀的比熱容較小0.14×103焦/（千克·℃），與質量相同的水比較，當吸收相同的熱量時，溫度的變化量，溫度計的示數變化明顯，便于精確讀出溫度。4.水的比熱容比較大的應用（1）水的比熱容比較大的物理意義：水的比熱容大，在質量一定、升高相同溫度時，吸熱多，故用水作冷卻劑效果好。水的比熱容大，在質量一定、降低相同溫度時，放熱多，故用水取暖效果好。（2）水的比熱容比較大的應用：、、。①用水取暖②用水冷卻汽車發動機為什么用水來冷卻?有什么好處?因為水的比熱容大，在質量一定時，升高相同溫度時，水吸收熱量，故用水作冷卻劑效果好。③為解決城市的熱島效應，不少城市修建人工湖來調節氣溫，為什么？因為水的比熱容比較大，和其他液體相比，如果它們吸收相等的熱量，水溫升高比較；如果它們放出相等的熱量，水溫降低較．在相同情況下，水能使周圍物體的溫度變化減少，所以說水對氣溫的調節起較大作用．5.擴展性實驗—用傳感器比較不同物質的比熱容【讀一讀】不同物質吸熱的差異還可以用圖所示的實驗很快比較出來。用鐵夾將溫度傳感器及分別盛有質量相同的水和色拉油的兩個試管固定在鐵架臺上，溫度傳感器的探頭部分要與試管內的水或色拉油良好接觸，兩只溫度傳感器通過數據采集線與計算機相連接。在計算機上打開與此儀器配套的專用軟件，點擊“開始記錄”，同時打開紅外加熱器開關，對盛有水和油的試管進行加熱，在計算機上可以得到相應的實驗圖線。【例題1】下列事例能說明物質吸收的熱量與物質種類有關的是（）A．質量相等的水，溫度升高5℃，它們吸收的熱量相等B．質量相等的水和煤油，溫度都升高5℃，水吸收的熱量比煤油多C．質量相等的水，溫度分別升高10℃和5℃，它們吸收的熱量不相等D．質量不相等的水，溫度都升高10℃，它們吸收的熱量不相等【例題2】小明探究不同物質吸熱升溫的屬性，他設計如圖所示的實驗裝置.②實驗中除了水和煤油的質量相同，還有_______必須相同.

③他得到如下實驗數據，分析表格中數據可以得出的初步結論是：。物質物質質量m/kg升高溫度Δt/℃加熱時間t/min水0.1102煤油0.1101④如果加熱相同的時間，質量相同的水和煤油，升高的溫度更高。⑤實驗中有些同學發現：剛開始加熱時，情況與④結論不符，你認為可能的原因是：________。⑥另一組的小華采用加熱相同時間比較升高的溫度來進行探究，你認為他的方案可行嗎？_____（選填“可行”或“不可行”）。探究二、物體內能的改變EQ\F(Q,m×Δt)【例題3】某溫泉度假村利用地熱水作為房間洗浴用水，請計算：質量為100kg的地熱水，溫度從70℃降低到20℃，放出的熱量是多少？［c水=4.2×103J/(kg·℃)］【例題4】在1標準大氣壓下，把一高溫物體投入質量為10kg、溫度為20℃的水中，若物體放出的熱量是3.5×106J，不計熱量損失，則水的溫度會升高到______℃.［c水=4.2×103J/（kg·℃）］【精講點撥】（1）比熱容是物質的一種特性，只與物質的種類和狀態有關，與是否吸放熱、質量、溫度無關。（2）水的比熱容較大，在溫度變化一定時，吸收或放出的熱量多，可用來散熱、制冷、調節氣溫。【歸納整理】比熱容比熱容①影響吸放熱的因素：物質種類、質量、升高的溫度。②吸熱公式：Q吸=cm(t-t0)＝cmΔt③放熱公式：Q放=cm(t0-t)＝cmΔt①物質的吸熱能力：與質量、升高的溫度、物質種類有關。②物理意義：用來比較物質吸熱能力的物理量。③定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫這種物質的比熱容。④公式：EQ\F(Q,m×Δt)⑤單位：J/（kg·℃）⑥比熱容是物質的一種特性，每種物質都有自己的比熱容。比熱容【課堂練習】1．下列說法正確的是（）A.一杯煤油用去一半，它的比熱容減為原來的一半B.吸收熱量多的物質，比熱容一定大C.高溫物體放出的熱量一定多D.質量相等的水和煤油，吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升高的溫度2.下列說法中，能反映物體放出熱量多少跟物質種類有關的是（）A.相同質量的同種物質，降低不同的溫度，放出的熱量不同B.相同質量的不同物質，降低相同的溫度，放出的熱量一般不同C.不同質量的同種物質，降低相同的溫度，放出的熱量不同D.不同質量的不同物質，降低不同的溫度，放出的熱量一定不同3.生產生活中，我們常利用水的比熱容大這一性質。下列事例中與這一性質無關的是（）A.福島核電站受損后灌注海水降溫B.沿海地區的氣溫變化小C.晚間，在春播秧田里灌水保溫D.在發燒病人的額頭上擦冷水降溫4.兩個相同的容器中分別裝入質量相同的甲、乙兩種液體，使用相同的熱源為其加熱，液體溫度與加熱時間的關系如圖1所示，若甲、乙兩液體吸收相同的熱量，則_____液體升高的溫度較多；兩者比較，_____液體更適合作汽車的冷卻劑。圖1圖2圖1