13.3比热容教学设计

教学目标：
（一）知识与技能
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性，掌握比热容的单位。
2.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算题。
（二）过程与方法
1. 通过探究，比较不同物质的吸热能力；
2.阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解“热岛效应”。
（三）情感、态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。
教学重点：
比热容的定义与应用。
教学难点：
运用比热容的概念，解决实际问题。
教学方法：
演示实验与学生实验相结合的教学方法。
教学用具：
烧杯两个，各装等量的水和煤油，两支温度计，两个相同功率的电热器（热
得快），两个搅拌器。
教学过程：
（一）复习提问
提问：热传递的实质是什么？什么叫做热量？为什么热量的单位跟功的单位相同？
（二）引入新课
利用热量单位卡的规定引入新课。
　　从热量单位卡的规定，我们知道使1克水升高1℃需要吸收的热量是1卡。这个规定中限定了1克的水，限定了温度升高1℃。可见水的质量越多，升高温度的度数越多，需要吸收的热量越多。其实大家也都有这方面的经验。
　　举例说明物体吸热的多少跟物体的质量和物体温度升高的度数有关。
　　卡的规定中，还限定了升温的物质是水。那么，其他物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的热量是不是跟水一样多呢？
（三）新课教学
一、热量的大小跟哪些因素有关？
　　热总是由高温物体传向低温物体，直到温度相等为止。高温物体放热，温度降低；低温物体吸热，温度升高。当物体的温度升高或降低时，物体吸收或放出的热量多少跟什么条件有关呢？
　　1．热量跟物体的质量有关。
　　我们都有这样的常识，同温度的一壶水和半壶水，要加热到沸腾，一壶水吸收的热量多。同样，要把开水自然冷却，水越少，凉得越快，所以，物体温度升高或降低时，吸收或放出的热量跟质量有关。质量越大，热量越多。
　　2．热量跟物体升高或降低的温度有关。
同一块铁，把它烧到温度为100℃需要的热量少，继续把它烧到1000℃，需要的热量多。可见，物体吸收或放出的热量还和升高或降低的温度有关。温度的变化越大，热量越多。
　　3．热量跟物质的种类有关。
　　我们也有这样的经验：一块铁放在火上烧很快就非常烫了。而对水加热，经过很长时间，水才微微发热。也就是说，铁比水容易热（即吸收的热量少）。
　　为了比较不同物质的这方面的热学特性，我们做下面的实验（介绍实验装置，讲解观察的内容）。
　　这是两个相同的烧杯。在烧杯中分别装入质量相等的水和煤油，用相同的电热器对它们加热。水和煤油吸收热量，温度升高，我们用温度计测量水和煤油的初温度和末温度。由于电热器是完全相同的，可以认为在相等的时间内，它们放出的热量相等，水和煤油吸收的热量也相等。实验时我们观察水和煤油温度的变化。
　　实验开始。先请同学测量水和煤油的初温，现在开始加热，接通电路。（操作并搅拌。三分钟后记录水和煤油升高到的温度，并写在黑板上）
　　从实验记录可以分析出以下几点：
　　①相同时间，水和煤油吸收的热量相等。
　　②煤油的温度升高的多。
　　③相同质量的水和煤油要升高同样的温度对水加热的时间应该长，即，水应该吸收更多的热量。
　　可见，不同物质，质量相同，升高同样的温度，吸收的热量不等。
　　二、比热容
　　为了比较不同物质，在质量相同，升高同样的温度时吸收的热量不等这一热学性质，我们引入比热容的概念。
　　1．单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫该物质的比热容。
　　单位质量的某种物质温度升高1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等，也是它的比热容。
　　2．比热容的单位：比热容的单位是焦耳/（千克·℃），读作焦每千克摄氏度。
　　3．巩固比热容的概念和单位。
　　水的比热容是4.2×103焦耳（千克·℃）。它的物理意义是一千克水，温度升高1℃，吸收的热量是4.2×103焦耳。
　　请大家读第132页的比热容表，并解释物理意义。（学生读、讲）
　　三、热量的计算
　　1．推导公式。
　　根据比热容的物理意义，以及热量跟物体的质量和温度的变化有关，就可以计算物体的温度改变时吸收或放出的热量。
　　例1．2千克的水，使它的温度由20℃升高到100℃，水吸收多少热量？
　　根据水的比热容是4.2×103焦/（千克·℃）可知，1千克水，温度升高1℃吸收4.2×103焦耳的热量。那么2千克的水温度升高1℃吸收的热量应是4.2×103焦/（千克·℃）×2千克。这些水的温度升高了100℃-20℃=80℃时，吸的热量是4.2×103焦（千克·℃）×2千克×80℃=6.72×105焦耳。
　　所以，计算热量的公式是Q吸=cm(t-t0)其中c表示物质的比热容，用焦/（千克·℃）作单位；m表示质量，用千克作单位；t-t0表示物体升高的温度，用摄氏度作单位；Q吸表示吸收的热量。
如果物体的温度下降，放出的热量Q吸=cm(t-t0), t-t0表示下降的温度。
例2．质量是10千克的冰，温度由-20℃升高到0℃，冰吸收多少热量？
　　根据公式Q吸=cm(t-t0)得
　　Q=2.1×103焦/（千克·℃）×10千克×[0-(-20)]℃
　　 = 4.2×105焦耳。
　　四、比热容的实际意义
　　从比热容表中可知，水的比热容很大。水和干泥土相比，在同样受热的情况下，吸收同样多的热量，水的温度升高很少，而干泥土的温度升高较多。因此，同在阳光照射下，内陆地区夏季炎热，而冬季寒冷。形成了一年四季温差大，一日之中昼夜温差大的大陆性气候。沿海地区四季温差小、昼夜温差也小。
　　正因为水的比热容大，在生活中往往用热水取暖，室温比较稳定。有些机器工作时变热，也多用水来冷却。
课堂练习
1.如图所示，是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。左右两图中，除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外，其余都相同。完成该实验还需要_______，在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是_________（选填：相同的、不同的）。


2.冰在熔化过程中，下列判断正确的是 （ ）
A．内能不变，比热容不变 B．吸收热量，温度不变
C．比热容、内能、温度都不变 D．比热容变大、内能增加，温度升高
答案：
1.手表、温度计； 相同的2. B
（四）课堂小结
板书设计
16.3 比热容
一、热量的大小跟哪些因素有关
二、比热容
三、热量的计算
　 四、比热容的实际意义