初三物理 第2讲 比热容] 教师版

1．了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性； 2．尝试用比热容解释简单的自然现象； 3．能根据比热容进行简单的热量计算； 4．通过探究，比较不同物质的吸热能力。

1．比热容的概念和热量有关计算；2．理解比热容概念并能利用它解释有关现象。

比热容比较不同物质吸热情况控制变量变量衡量注意事项比热容定义定义式单位水的比热容比热容的应用热量的公式Q=cm Δt第2讲 比热容比较不同物质的吸热情况1．实验图：2．方法：（1）在两者质量、初温相同时，加热相同时间，即：吸收相同热量，比较升高的温度；（2）在两者质量、初温相同时，升高相同的温度，比较加热时间，即：吸收的热量。

3．结论：（1）质量、初温相等的水和煤油加热时间相同时，煤油比水温度升高的多、变化的快；（2）质量、初温相等的水和煤油升高相同的温度时，水吸收的热量比煤油多。

由结论可以说明：水和食用油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的。

例1．据有关专家预测，我国目前最大的水电站——三峡水电站建成后，三峡水库区的气温会受到一定的影响：夏天气温将比原来下降2 ℃左右，而冬天气温将比原来升高2 ℃左右，请你解释发生这个现象的原因？【答案】电站建成后，库区水量大大增加，因水的比热容比干泥土、砂石的大，夏天当吸收相同热量时，水升高的温度比干泥土、砂石的低，所以库区的气温较原来的有所下降，冬天当水和干泥土、砂石放出相同热量时，水降低的温度比干泥土、砂石降低的少，所以库区的气温较原来的有所升高。

【解析】自然界中水电比热容是最大的，而比热容大的物质在吸收相同的热量时升温较慢，放出相同热量时，降温较慢，故利用水的比热容较大的特点建立湖面或水库可以调节气温。

练习1．为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。

记录数据分别如表一、表二所示。

（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等）表一：m1=100g表二：m2=200g（1）分析比较表一和表二中数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是_________（相同/不同）的。

（2）分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是______________。

（3）分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是_______________________。

（4）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是_______________________。

【答案】（1）不同；（2）一定质量的水放出的热量与降低的温度成正比；（3）降低相同温度时，水质量越大放出热量越多；（4）水放出的热量与质量、水降低温度的比值是个定值。

【解析】由表一、表二最后几组温度数据（因与室温一样）可知两杯水所处的环境温度不同；由表中数据、物理中的控制变量法、数学正比、反比得出其他问题结果。

练习2．小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。

同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。

小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。

记录的数据如下所示：（1）小明探究的物理问题是什么？（2）小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像，如下图所示。

请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。

（3）分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像，你能得出什么探究结论？【答案】（1）质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高的快谁吸热本领强。

（海水和沙子吸热升温快慢相同吗？）。

（2）如图：（3）①吸收相同的热量，沙子温度变化的快。

②水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减小（或沙子和水温度越高时升温越缓慢）。

【解析】这是一道典型的科学探究题，分析现象，提取出要研究的问题，目的要明确；利用图象分析数据，渗透了数学方法；结合理论联系生活，做到了学以致用。

质量、初温相等的海水和沙子吸收相同的热量，沙子比海水温度升高的多、变化的快。

练习3. 为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热．下表是他的实验记录，根据实验记录回答下列问题：(1)分析比较________(填烧杯号)的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高的温度相同时，不同物质吸收的热量不同．(2)分析比较1、2两烧杯的记录，可得出的初步结论是：________.(3)分析比较3、4两烧杯的记录，可得出的初步结论是：________.综合(1)、(2)、(3)中的结论，然后综合归纳可得出结论：物质温度升高时吸收热量的多少与________有关系．【答案】(1)℃℃ (2)同种物质，升高相同温度，质量越大，吸收热量越多(3)质量相同的同种物质，升高温度越高，吸收热量越多；物质的种类、物体的质量、温度的变化量【解析】(1)℃杯的质量是300 g，升高10 ℃用的时间是12 min，℃杯的质量是300 g，升高10 ℃用的时间是6 min，而每分钟吸收的热量是相等的，说明：在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同；(2)1杯的质量是300 g，升高10 ℃用的时间是12 min,2杯的质量是150 g，升高10 ℃用的时间是6 min，而每分钟吸收的热量是相等的，故说明：同种物质，升高相同温度，质量越大，吸收热量越多；(3)3杯的质量是300 g，升高10 ℃用的时间是6 min,4杯的质量是300 g，升高5 ℃用的时间是3 min，而每分钟吸收的热量是相等的，说明：质量相同的同种物质，升高温度越高，吸收热量越多．综合上面的分析可知，物体温度升高时吸热的多少与物质的种类、物体的质量、温度的变化量有关．利用物理中的控制变量和转换法，知道质量、初温相等的水和煤油、沙石加热时间相同时，煤油、沙石比水温度升高的多、变化的快。

比热容1．定义：单位质量的某种物质温度升高1℃（或降低1℃）吸收（或降低）的热量，叫做这一物质的比热容。

2．定义式：c=QmΔt3．单位：单位：焦每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)。

4．对某种确定的物质来讲，比热容是一个确定的数值，跟物体质量的大小，温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。

5．水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示：质量为1kg的水温度每升高1℃所吸收的热量为4.2×103J，水的比热容最大。

例10．某同学在劳技课上，用切割机把一个铜块切成了两半，则其中的一半铜块（）。

A．密度、比热容均减小一半B．密度、比热容均不变C．密度减小一半，比热容不变D．密度不变，比热容减小一半【答案】B。

【解析】密度和比热容都是物质的一种特性，与物体的质量、体积和形状都没有关系。

把铜块切成两半后，只是质量减小了一半，体积减小了一半，但密度和比热容都没有变化。

练习4．关于比热容，下列说法中正确的是（）A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关B．物体的比热容跟物体的温度有关C．物体的质量越大，它的比热容就越大D．物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系【答案】D。

【解析】比热容是物质本身的一种特性，物理学规定，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容；每种物质都有自己的比热容，与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关；所以，A、B、C不符合题意，D符合题意。

练习5．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（）A.组装器材时，先固定上面铁圈的高度B.a液体的比热容小于b液体的比热容C.升高相同温度，a液体吸收的热量更多D.不添加器材，利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量【答案】B。

【解析】A.组装器材时，应按照自下而上的顺序组装，所以应最后固定上面铁圈的高度。

B.用相同的装置给a、b两种液体进项加热，相同时间内a液体温度升的更高，所以a的比热容较小。

C.a的比热容小于b，所以升高相同温度，a液体吸收的热量更多。

D.要比较比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，需要获得质量相等的燃料，不添加器材的情况下，无法获得。

练习6．小阳从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（）一些常见物质的比热容J/(kg∙℃)水 4.2×103水银0.14×103玻璃0.84×103钢铁0.46×103冰 2.1×103酒精 2.44×103木材 2.4×103铜0.39×103煤油 2.1×103沙石0.92×103铝0.88×103铅0.13×103蓖麻油 1.8×103干泥土0.84×103A．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢B．从节能角度考虑，烧开水用铝壶比铁壶好C．不同物质的比热容都不一样D．测量小质量物体的温度时适宜用水银温度计【答案】D。

【解析】比热容反映了质量相同的不同物质吸热升温快慢的物理量，比热容越大，吸热升温越慢。

湿泥土中有水，水的比热容大，吸热升温较慢，故A选项错误。

在烧开水时，水吸收的热量是有用的，壶吸收的热量是额外的，铁的比热容比铝小，所以烧水时使用铁壶，壶吸收热量少，节约能源。

不同物质比热容一般不同，也有不同物质比热容相同的，如冰和煤油。

普通温度计是利用了液体的热胀冷缩的原理，测温液体与被测物体发生热传递，被测物体的质量较小时，温度计与被测物体间热传递的能量，对被测物体的温度影响较大，所以应尽量选择比热较小的测温物质，例如水银。

练习7．下列能用比热容解释的事实是（）A．用力搓手后双手发热B．吐鲁番地区昼夜温差较大C．堆积的种子受潮升温D．生石灰加水温度骤然升高【答案】B。

【解析】搓手发热是做功使物体内能增加的过程，与比热容无关；内陆地区昼夜温差大，是砂石比热容太小的缘故；C、D两项都是发生生物化学反应的缘故，本题在一定程度上也体现了学科间的渗透。

练习8.在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热，物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示，根据图象分析可推断出正确的结论是()A．若c1＞c2；则m1＞m2 B．若m1＝m2；则c1＜c2C．若c1＝c2；则m1＜m2 D．若m1＜m2；则c1＞c2【答案】D【解析】由图象可知：取相同的加热时间，即物质A、B吸收的热量相同时，B的温度变化值大．所以根据Q吸＝CmΔt得cm＝知：c1m1＞c2m2,即：A的比热容和质量的乘积大于B的比热容和质量的乘积．A项，若c1＞c2，不能判断得出m1＜m2，所以A错；B项，若m1＝m2，可以得到c1＞c2，所以B错；C项，若c1＝c2，可以得到m1＞m2，所以C是错；D项，若m1＜m2，可以得到c1＞c2，所以D正确．根据比热容的定义及比热容是物质的特性和水的比热容是最大的来解题。