第十三章 内能
第三节 比热容
……
新疆气候的又一特点是气温日较差大。一般是白昼气温升高快，夜里气温下降大。许多地方最大的气温日较差在20～ 25℃。在吐鲁番，年平均气温日较差为14.8℃，最大气温日较差曾达50℃。塔克拉玛干沙漠南沿的若羌县，年平均气温日较差为16.2℃，最大气温日较差达27.8℃。一天之内好像经历了寒暑变化，白天只穿背心仍然挥汉，夜里盖上棉被方能安眠。这些现象在全国是罕见的。
东营地区天气预报
东营（中国）参考气候资料
我们生活在大海边，一天的气温变化小，而内陆的气温变化大，这是为什么？
问：
经　验：
水的质量越大，升高温度越多，吸收的热量也越大。
1.烧开水时，烧开一壶水和烧开
半壶水需要的热量哪个多？
2. 把一壶水烧到60℃和烧到90℃，哪个需要的热量多？
物质吸收热量的多少可能与哪些因素有关?
思　考
物质的质量
升高的温度多少
物质的种类
设计实验
1、如何使水和煤油温度升高？
信息快递
如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同
2、研究不同物质吸收热量的能力，所要控制的因素：
质量相同
加热的热源要相同
加热的时间相同
方案一：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。
方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。
我们就选你
3、你打算用哪种方法验证猜想？
两种方法在实验效果上是一致的。
实验探究：
质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，比较它们升高温度的多少。
1.加热用的电阻丝相同
注意
2.通过电阻丝的电流相同
3.加热时间相同
结论：
质量相等的水和 煤油,吸收相同的热量, ______升高的温度多.
要使质量相等的水和煤油升高相同的温度,____吸热多。
煤油
水
推理：
归纳结论
质量相等的不同物质，升高同样的温度，吸收的热量不同。
怎样表示物质的这种特性?
单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容，简称比热。
２、比热容的单位 ：
焦耳/(千克· ℃)
读作“焦耳每千克摄氏度”。
１、比热容的定义及符号
C
单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，与它温度升高1℃所吸收的热量相等。
J /（kg·℃）
水的比热容是4.2×103J /（kg·℃）
表示：1kg水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
4.比热容的实质
（1）反映了物质吸热放热的本领；
（2）物质对冷热反应的灵敏程度；
比热容越大，吸热或放热本领越强
比热容越小，对冷热反应越灵敏
3.比热容是物质的一种特性
物质不变,比热容不变；物质不同,比热容一般不同.
分析比热表，可以找出哪些规律 ？ J/(kg·℃)
①水的比热容最大；
②物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质的比热容是不同的；
③物质的比热容还与物质的状态有关；
④不同的物质比热容可能相等；
可以用比热容来鉴别物质的种类。
生活·物理·社会
水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。
水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时, 放出的热量多，用热水水取暖效果好。
水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？
水稻育秧
因为水的比热容大，
白天，它吸收的一定热量后，水升高的温度不多；
夜晚，它放出一定热量后，水降低的温度不多。
“据有关专家预测，我国目前最大的三峡水利工程——三峡水电站建成后，三峡库区的气候会受到一定影响，夏天气温将比原来下降2℃左右，冬天气温将比原来升高 2℃左右。”
讨论说明专家们为什么会作出这样的预测？
因为水的比热容大，
夏天，它吸收的一定热量后，水升高的温度不多；
冬天，它放出一定热量后，降低的温度
不多。
3.水对气候具有调节作用
海滨２４℃－２８℃
沙漠５℃－３８℃
为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大?
由于海水的比热容大,砂石比热容小,海水与砂石比较,吸收或放出同样的热量,升高或降低的温度较小, 白天在受太阳照射条件相同时, 海水的温度变化要小些, 沿海地区比内陆地区温升慢, 夜晚放热, 沿海地区温度降低也少。
中 午
沙子变凉了
而海水却很温暖。
傍 晚
沙子很烫
而海水很凉
为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。
热量的计算公式
思考：
5千克的水温度升高10℃,要吸收多少热量?
1kg
5kg
1℃
5kg
1℃
10℃
4.2×103J
4.2×103J × 5
4.2×103J × 10×5
C水=4.2×103J /（kg·℃）
三、热量的计算
１.根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为
Ｑ=Cｍ△t
Ｑ吸=Cｍ（t-t。）
Ｑ放=Cｍ（t。-t）
C—比热容 △t —变化温度
初温
末温
1.注意单位统一.m的单位是kg
例１：将质量为4kg的水从20℃加热到８0℃需要吸收多少热量？
已知：C水=4.2×103J/（kg·℃）
t。= 20℃ t= 80℃ m= 4kg
解：根据Ｑ吸=Cｍ（t-t。）得：
Ｑ吸=Cｍ（t-t。）
= 4.2×103J /（kg·℃）×4kg×(80 ℃- 20℃)
=1.008×106J
求：Q吸
热平衡方程： Q放= Q吸
没有热量损失时，两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；
最后两物体温度相同，称为达到热平衡。
例２：某同学将一杯质量是200ｇ、温度是5℃的冷水倒入一杯质量是100ｇ、温度是85 ℃的热水中，混合后的水温度最高是多少？（若没有热量损失）
解：设混合后的水温为t
根据 Q放= Q吸 和 Ｑ=Cｍ△t得：
t=31.7℃
Cｍ1（t01-t）= Cｍ2（t-t02）
ｍ1（t01-t）= ｍ2（t-t02）
0.1kg × （85 ℃ -t）= 0.2kg × （t-5 ℃ ）
1.下列说法正确的是（ ）
A.物体温度越高，比热容越大
B.物体的质量越大，比热容越小
C.物体吸收的热量越多，比热容越大
D.物质的比热容跟物体的质量大小，温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关。
D
基础知识
2.下列物质的比热容发生改变的（ ）
A.一杯水倒掉半杯
B.水凝固成冰
C.0℃的水变成4 ℃的水
D.将铁块锉成铁球
B
基础知识
3.下列说法正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热一定大
C.高温物体放出的热量一定多
D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
4.在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,这是因为水( )
A.密度大 B.比热容大 C.温度高 D.热膨胀大
D
B
5、小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　）
A.汽车发动机用水来冷却效果好　　　
B.液体的比热容都比固体大
C.同种物质在不同状态下比热容值不同　
D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多
B
6、烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（ ）
A.质量 B.密度
C.比热容 D.沸点
A
7、新疆民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。” 反映了当地昼夜的温差较 （大/小），从比热容角度来看，这是由于 。
大
砂石的比热容较小z
1.夏季的海边，昼夜温差小，气候宜人，这是由于水的比热容大．下列现象不能反映了水的这一特性的是( )
　　A．汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质
　　B．炎热的夏天经常在教室的地面上洒水
　　C．北方冬天暖气供热设备用水做工作物质
　　D．北方春天的晚上，农民往稻田里灌水以防止秧 苗冻坏
B
能力提高
3.若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要吸收 ___________J的热量．
［ 水的比热容是4.2×103J/(kg•℃) ］
2.水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃升高50℃需要吸收 J热量．如果将水倒掉一半，它的比热容将为 J／(kg·℃)
能力提高
8.4×105
4.2×103
6.3×105
4、500g的水，温度从60 ℃降低到20 ℃时，水减少的内能？
已知：m=500g=0.5kg,t1=60 ℃,t2=20 ℃
求：Q放
解：根据公式Ｑ放=Cｍ（t1-t2）得
Ｑ放=Cｍ（t1-t2）
= 4.2×103J/(kg•℃) ×0.5kg ×(60 ℃-20 ℃)
=8.4×104J
因为 水温度降低，内能减少，放出热量
所以水减少的内能为8.4×104J
5、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图6所示，由图线可以看出( )
A．甲的比热容比乙大
B．甲的比热容比乙小
C．甲和乙的比热容相同
D．开始加热时，甲和乙的比热容为零
B
6、有一种太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃,水箱里的水吸收的热量是多少？
解：水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.16m3=160kg
水吸收的热量为
Ｑ吸=Cｍ（t-t。）
= 4.2×103J/(kg•℃)×160kg×(70 ℃-20 ℃)
=3.36×107J
再见