13.3 比熱容

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13.3 比熱容 教材分析 本節(jié)涉及到熱量、質(zhì)量、溫度等物理量，同時(shí)也是熱量計(jì)算的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)比熱容的過程是一個(gè)較完整的科學(xué)探究，要重視讓學(xué)生從情景中提出問題和進(jìn)行猜想。新課標(biāo)中熱量公式是直接給出的，因此通過熱量計(jì)算加強(qiáng)對(duì)熱量公式的理解就顯得尤為重要。比熱容是本章的重點(diǎn)。 教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與能力】 1.通過探究實(shí)驗(yàn)了解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種屬性。 2.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象。 3.能用熱量的計(jì)算公式解決較簡單的熱量計(jì)算問題。 【過程與方法】 1.通過探究，比較不同物質(zhì)的吸熱能力； 2.了解利用比熱容解釋海邊與沙漠晝夜溫差問題，并了解“熱島效應(yīng)”。 3.通過查比熱容表知道不同物質(zhì)的比熱容一般不同，學(xué)習(xí)利用物理知識(shí)解釋日常生活中的實(shí)際問題的能力。 【情感態(tài)度價(jià)值觀】 1．在探究活動(dòng)中體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。 2．在探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生合作精神。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 比熱容的定義與應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 會(huì)利用公式Q=cm ?t進(jìn)行簡單的吸、放熱計(jì)算。 教學(xué)過程 創(chuàng)設(shè)情景、引入新課 白天海灘上的沙子熱得燙腳，而海水卻非常涼爽；傍晚太陽西落，沙子很快涼了下來，而海水卻仍然暖暖的。同樣的日照條件，為什么沙子和海水的溫度不一樣？ 提出問題：為什么在同一時(shí)刻沙子和海水的溫度卻不一樣？ 猜想：沙子吸熱升溫比水快；沙子放熱降溫比水快。 體驗(yàn)生活：（1）燒開一壺水與燒開半壺水需要的熱量一樣多嗎？ （2）把一壺水燒開與燒成溫水需要的熱量一樣多嗎？ 水在溫度升高時(shí)吸收的熱量，跟水的質(zhì)量(m)有關(guān)，跟溫度升高的度數(shù)(Δt)有關(guān) 。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：1.如何使物質(zhì)的溫度升高？2.如果改變加熱方式會(huì)不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果? 信息快遞：如果加熱方法完全相同，就可以認(rèn)為單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同。 演示實(shí)驗(yàn)：出示盛有等質(zhì)量的水和煤油的兩只燒杯，可以明顯地看出兩者的體積不相同，這是為什么？不同的物質(zhì)其密度不同，密度是物質(zhì)的屬性。 實(shí)驗(yàn)器材：電加熱器（俗稱：“熱得快”），電加熱器每一秒鐘放出的熱量是一定的，兩個(gè)電加熱器是相同的，在相同的時(shí)間里它們放出的熱量也是相等的。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：煤油溫度升得快。這表明質(zhì)量相等的水和煤油在溫度升高的度數(shù)相同時(shí)，水吸收的熱量比煤油多。 提出概念：比熱容就是比較不同物質(zhì)吸熱能力大小的物理量。 一、比熱容 經(jīng)過科學(xué)測定，發(fā)現(xiàn)一般情況下，不同的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高溫度相同時(shí)，吸收的熱量不同。物質(zhì)的這種性質(zhì)，用物理量比熱容來表示。 比熱容：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，叫做這種物質(zhì)的比熱容。 比熱容用符號(hào)c表示，單位是焦每千克攝氏度，符號(hào)是 J/(kg·℃)。 如果某物質(zhì)的比熱是a J/(kg·℃)，它是說單位質(zhì)量為一千克的該種物質(zhì)，每升高1℃時(shí)（或降低1℃時(shí)），吸收（或放出）的熱量是a J。 思考問題：為什么海水和沙子在同一時(shí)刻的溫度不一樣？ 因?yàn)楹Ｋc沙子受光照的時(shí)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的比熱容大，所以海水升溫比沙子慢；沒有日照時(shí)，海水降溫比沙子慢。 二、比熱容的應(yīng)用 質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，可吸收或放出同樣熱量時(shí)，比熱容較大的物質(zhì)溫度變化較小。因此，比熱容大的物質(zhì)對(duì)調(diào)節(jié)溫度有很好的作用。 解釋：1．同樣的日照條件下，為什么中午的沙子比海水的溫度要高？ 2．我國吐魯番盆地會(huì)出現(xiàn)“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的現(xiàn)象，你能解釋其中的原因嗎？ 想想議議：我國北方室內(nèi)的“暖氣”用水作為介質(zhì)，把燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量帶到房屋中取暖。用水作為輸送能量的介質(zhì)有什么好處？生活中、各種產(chǎn)業(yè)中，還有沒有用水來加熱或散熱的情況？ 三、熱量的計(jì)算 比熱容在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某物質(zhì)溫度每升高1℃所吸收的熱量。 質(zhì)量為m的某種物質(zhì)（比熱容為c）溫度升高△t需要吸收多少熱量？ 小結(jié)：物體的質(zhì)量為m，比熱容為c，溫度變化值為△t，物體在溫度變化過程中吸收或放出的熱量Q=cm△t。 例：一個(gè)水壺裝滿質(zhì)量為4 kg，溫度為20 ℃的水，要將水燒開（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），水需要吸收多少熱量？ 在利用Q=cm△t進(jìn)行計(jì)算時(shí)要注意： 1．各個(gè)物理量的單位。質(zhì)量單位用千克（kg），溫度單位用℃。 2．△t是溫度的變化值，既不是初溫也不是末溫，注意區(qū)分溫度“升高到”和“升高了”。 3．物體吸熱升溫和放熱降溫的計(jì)算公式相同，注意溫度的變化。 4．還可以利用公式變形計(jì)算 質(zhì)量：； 比熱容：； 溫度變化：。 四、板書設(shè)計(jì) 1.比熱容 定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容。 單位：J/(kg·℃)。 物理意義： 水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)表示1kg的水溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。 2.比熱容的計(jì)算： Q=cm(t-t0) 吸熱 Q=cm(t0-t) 放熱 C 表示比熱容 表示溫度變化 t表示末溫 t0表示初溫 3.水的比熱容比較大的應(yīng)用 暖氣中用水作為工作物質(zhì)、沿海地區(qū)晝夜溫差小，內(nèi)陸晝夜溫差大、紅薯窖里放一桶水等。 五、隨堂練習(xí) 1．在1大氣壓下，2kg的初溫為20℃的水，吸收了7.0×105J的熱量后，水的溫度( ) A．升高到100℃ B．升高到83.3℃ C．升高到103.3℃ D．不能確定 2．下列事例中①沿海地區(qū)晝夜溫差小于沙漠地區(qū)；②在北方嚴(yán)寒的冬天，用水作為傳熱的介質(zhì)，給居民區(qū)供“暖氣”；③冬天戶外的自來水管常有凍裂；④農(nóng)民伯伯為了防止植物在夜間被凍壞，傍晚時(shí)常給田里灌水；⑤在海邊，白天風(fēng)常常是從海面吹向陸地；⑥水利發(fā)電；⑦冬天，北方地區(qū)為了防止地窖里的菜被凍壞，常常在地窖里放一桶水。不是利用水的比熱容較大的是( ) A．③⑤⑥ B．②⑥⑦ C．③⑥⑦ D．⑤⑥⑦ 3．體積為1∶2的由同種物質(zhì)組成的甲、乙兩物體，吸收相同的熱量后，它們升高的溫度之比為________，它們的比熱容之比為________。 4．一杯酒精用去了一半，它的( ) A．質(zhì)量和比熱容都變?yōu)樵瓉淼囊话? B．質(zhì)量和比熱容都不變 C．質(zhì)量為原來的一半，比熱容不變 D．質(zhì)量不變，比熱容為原來的2倍 5．某同學(xué)在做“研究影響物質(zhì)吸熱多少的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如下數(shù)據(jù)： 物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 質(zhì)量(kg) 升高的溫度(℃) 吸收的熱量(J) 水 1 0.05 10 2100 2 0.10 10 4200 煤油 3 0.05 10 1050 4 0.10 10 2100 (1)分析第一次和第三次或第二次和第四次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？ (2)分析第一次和第二次或第三次和第四次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？ - 3 -