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1、九年級(jí)物理上冊(cè) 比熱容學(xué)案 (新版)蘇科版
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道物質(zhì)的比熱容的概念、物理意義;
2、記住水的比熱容比較大,是4.2×103J/(㎏·℃);
3、能用比熱容解釋簡(jiǎn)單的自然、生活中的現(xiàn)象,并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題;
4、會(huì)設(shè)計(jì)并進(jìn)行“比較不同物質(zhì)吸熱能力不同”的實(shí)驗(yàn);
5、能夠利用吸熱、放熱公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
【要點(diǎn)梳理】
要點(diǎn)一、探究比較不同物質(zhì)的吸熱能力
1、提出問(wèn)題:物體溫度升高,吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān)?
2、猜想與假設(shè)
以水為例:水吸熱的多少,與水的質(zhì)量,水的溫度升高有關(guān),不同物質(zhì),質(zhì)量相同,溫度升高相同吸熱是否相同
2、呢?
總結(jié):物體吸熱多少與物質(zhì)的種類(lèi),物體的質(zhì)量,物體升高的溫度有關(guān)。
3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
溫馨提示:注意控制變量法的使用,取質(zhì)量相同,初溫相同的水和煤油,升高相同的溫度,看吸熱是否相同,(以加熱時(shí)間的多少來(lái)看吸熱的多少)??。
4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
物質(zhì)種類(lèi)
質(zhì)量m/kg
初溫t/℃
末溫t/℃
溫度變化△t/℃
加熱時(shí)間T/min
水
水
煤油
煤油
5、分析與論證:
相同質(zhì)量的同種物質(zhì),升高相同的溫度,吸熱是相同的;
相同質(zhì)量的不同物質(zhì),升高相同的溫度,
3、吸熱是不同的。
6、評(píng)估、交流與合作
7、分析誤差的原因
要點(diǎn)二、比熱容
單一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí)所吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度乘積之比,叫做物質(zhì)的比熱容。符號(hào)c,單位為焦每千克攝氏度,符號(hào)為J/(㎏·℃)。
要點(diǎn)詮釋?zhuān)?
1、比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)
?。?)同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收(或放出)熱量的多少及溫度的改變無(wú)關(guān)。
(2)同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同,如冰、水的比熱容是不同的。
2、水的比熱容比較大,是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表現(xiàn):
?。?)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水升高(或降低)
4、一定的溫度吸收(或放出)的熱量較多,我們用水作為冷卻劑和取暖用。
(2)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水吸收(或放出)較多的熱量而自身的溫度卻改變不多,這一點(diǎn)有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天,太陽(yáng)曬到海面上,海水的溫度升高過(guò)程中吸收大量的熱,所以人們住在海邊并不覺(jué)得特別熱;冬天,氣溫低了,海水由于溫度降低而放出大量的熱,使沿海氣溫降得不是太低,所以住在海邊的人又不覺(jué)得特別冷。
要點(diǎn)三、熱量的計(jì)算
1、吸熱公式:Q吸=cm(t-t0)
式中Q吸表示物體吸收的熱量,c表示物質(zhì)的比熱容,m表示物體的質(zhì)量,t0表示物體原來(lái)的溫度,t表示物體后來(lái)的溫度。(t-t0)表示溫度的升高量。
5、2、放熱公式:Q放=cm(t0-t)
式中(t0-t)表示物體溫度的降低量。
要點(diǎn)詮釋?zhuān)?
物體吸收或放出熱量的多少由物體的比熱容、物體的質(zhì)量和物體的溫度升高(或降低)的乘積決定,跟物體的溫度高低無(wú)關(guān)。
【典型例題】
類(lèi)型一、比熱容
1、為了探究液體溫度升高時(shí)吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān),小剛和幾個(gè)同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):在四個(gè)相同的燒杯中分別盛有水和煤油,用相同的加熱器給它們加熱。加熱器每分鐘放出的熱量相等,且放出的熱量全部被水和煤油吸收。下表是同學(xué)們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)你根據(jù)下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:(ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/
6、m3)
液體(杯號(hào))
體積
初溫
加熱時(shí)間
末溫
水(1)
480mL
20℃
10min
50℃
煤油(2)
600mL
20℃
10min
80℃
水 (3)
480mL
20℃
10min
50℃
煤油(4)
600mL
20℃
5min
50℃
(1)分析比較_________號(hào)兩個(gè)燒杯的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:在質(zhì)量和升高的溫度都相同時(shí),____________________________。
(2)分別比較1、2、3、4號(hào)燒杯的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合(1)中的結(jié)論,歸納后可得出結(jié)論:物體溫度升高時(shí)吸收熱量的多少與___
7、______這幾個(gè)因素有關(guān)。
【答案與解析】(1)1、4;比熱容大的吸熱多。(2)比熱容、質(zhì)量、升高的溫度。
【總結(jié)升華】本題突出考查了實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法和轉(zhuǎn)化法。⑴在質(zhì)量和升高的溫度都相同時(shí),根據(jù)熱量的計(jì)算,比熱容大的吸熱多。而熱量測(cè)不出來(lái),但可以轉(zhuǎn)化為加熱時(shí)間來(lái)進(jìn)行比較。
2、炎熱的夏天,小玥與家人到湄洲島度假,她站在沙灘上腳感到燙,而當(dāng)他站在海水中時(shí)腳卻感到?jīng)觯@主要是因?yàn)樗蜕匙泳哂胁煌模ā 。?
A.熱量 B.熱值 C.內(nèi)能 D.比熱容
【答案】D
【解析】熱量、內(nèi)能、比熱容都是物理學(xué)中三個(gè)重要的物理量,三者之
8、間有區(qū)別也有聯(lián)系,學(xué)生容易混淆,在沙灘上,水和沙子在同樣的日照條件下,吸收相同的熱量,水的比熱容較大,水的溫度變化小,沙子的比熱容較小,沙子的溫度變化大,所以海水涼,砂子燙。
【總結(jié)升華】物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用非常廣泛,要深刻體會(huì)。
舉一反三:
【變式】生物體內(nèi)水的比例很高,有助于調(diào)節(jié)生物體自身的溫度,以免溫度變化太快對(duì)生物體造成損害.主要是因?yàn)樗模ā 。?
A.質(zhì)量較小 B.凝固點(diǎn)較低 C.沸點(diǎn)較高 D.比熱容較大
【答案】D
類(lèi)型二、熱量的計(jì)算
3、小陽(yáng)家的熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為5kg的水,該熱水器中水的溫度從20°C
9、升高到40°C。求這些水吸收的熱量。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]
【答案與解析】
Q 吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg ·℃)×5kg ×(40-20)℃
=4.2×105J
【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q吸=cm△t的掌握和運(yùn)用,因條件已給出,難度不大。
舉一反三:
【變式】質(zhì)量為2kg的水,溫度由30℃升高了50℃,吸收多少熱量?
【答案】4.2×105J
【解析】由Q吸=cm(t-t0)可知。
10、物體升高溫度t-t0=50℃,而原來(lái)的溫度30℃在本題中無(wú)實(shí)際意義。
4、用同種物質(zhì)制成兩個(gè)質(zhì)量不等的物體,其比熱容______________(填“相同”或“不同”)。質(zhì)量均為1kg的銅塊和鉛塊,如吸收了相等的熱量,則銅塊與鉛塊升高的溫度之比為_(kāi)_____________;若銅塊溫度升高了100℃,則它吸收了______________J的熱。(c銅=3.9×102J/(kg·℃),c鉛=1.3×102J/(kg·℃ ))
【思路點(diǎn)撥】比熱容是物質(zhì)的一種特性,同種物質(zhì)比熱容相同,不同物質(zhì)比熱容不同.根據(jù)公式Q=cm△t可計(jì)算銅塊與鉛塊升高的溫度之比和塊溫度升高了100℃吸收的熱量。
11、
【答案與解析】
相同;
?。?
Q吸=c銅m銅Δt=3.9×102 J/(kg·℃)×1kg×100℃=3.9×104J
【總結(jié)升華】這是一道有關(guān)比熱容計(jì)算的一道很好的綜合題。 比熱容是物質(zhì)的特性,因此只要物質(zhì)的狀態(tài)不變,質(zhì)量和體積等因素的改變是不會(huì)影響物質(zhì)的比熱容的,抓住“同種物質(zhì)”可以得出“相同”的答案。后兩問(wèn)因?yàn)槭菬醾鬟f現(xiàn)象,所以用公式Q=cmΔt進(jìn)行解題。
舉一反三:
【變式】質(zhì)量和初溫都相等的銅和鋁(c銅<c鋁),放出相等的熱量后相互接觸,熱量( )
A.一定從銅傳給鋁 B.一定從鋁傳給銅
C.不會(huì)發(fā)生熱傳遞
12、 D.不能確定是否發(fā)生熱傳遞
【答案】B
【解析】熱量是由溫度高的物體向溫度低的物體傳遞,因此通過(guò)熱量的公式Q=cmΔt,當(dāng)Q、m一定時(shí),c越大,可以得出Δt越??;又因?yàn)槌鯗囟枷嗟?,放出熱量,所以銅的末溫低于鋁,一定從鋁傳給銅熱量。
5、(多選)已知銅的比熱容比鋁的比熱容小,下列說(shuō)法正確的( ?。?
A.物體的比熱容跟物體吸收和放出的熱量有關(guān)
B.將一塊銅的質(zhì)量減小一半,它的比熱容不變
C.質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊,吸收相同的熱量,銅塊升高的溫度多
D.質(zhì)量和初溫都相等的銅和鋁,放出相等熱量后相接觸,熱傳遞的方向是從銅傳給鋁
【思路點(diǎn)撥】(1)比熱容是物質(zhì)
13、本身的一種屬性,其大小與物體的質(zhì)量、物體的溫度等因素?zé)o關(guān);
(2)要想發(fā)生熱傳遞,即必須存在著溫度差,即有高溫物體和低溫物體或同一物體有高溫部分和低溫部分;(3)熱量的計(jì)算公式是Q=cm△t,故據(jù)比熱容的關(guān)系分析判斷即可得出銅塊和鋁塊的溫度關(guān)系
【答案】BC
【解析】A、比熱容是物質(zhì)本身的一種屬性,即物質(zhì)確定后,其比熱容一般是不變的,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B、將銅塊的質(zhì)量減小,其質(zhì)量變了,但其比熱容 不變,故該選項(xiàng)正確;C、由于鋁的比熱容大于銅的比熱容,故據(jù)公式Q=cm△t知,當(dāng)質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊,吸收相同的熱量,銅塊升高的溫度多,故該選項(xiàng)正確;D、由于鋁的比熱容大于銅的比熱容,故據(jù)公式Q=cm△t知,當(dāng)質(zhì)量和初溫都相等的銅和鋁,放出相等熱量后鋁塊溫度下降的慢,銅塊溫度下降的快,即最終鋁塊的溫度要高,故熱傳遞的方向是從鋁塊傳向銅塊,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤;故選BC。
【總結(jié)升華】知道比熱容是物質(zhì)本身的一種熟悉,并能運(yùn)用公式Q=cm△t進(jìn)行定性的分析是解決該題的關(guān)鍵。
舉一反三:
【變式】用相同的酒精燈和同樣的燒杯盛有質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體加熱,如圖反映的是溫度隨時(shí)間變化的圖象,從圖中可以看出( )
A.甲的比熱容大 B.乙的比熱容大
C.它們的比熱容一樣大 D.無(wú)法判斷熱量的計(jì)算
【答案】B