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地面热
水凉快
夏天,白天在游泳池
第3节比热容
中午,沙子很烫而海水很凉。
凉
烫
同样的日照条件,海水的温度和沙滩不一样。白天,海水凉,沙滩烫脚。傍晚,沙滩凉了下来,海水却还暖暖的,这是为什么呢?
结论:水的质量越大,升高温度越多,吸收的热量也越大。
说明:吸热的多少(吸热的本领)与质量的多少、温度变化的高低有关;
1.烧开水时,烧开一壶水和烧开半壶水需要吸收的热量哪个多?
2. 把一壶水烧到60℃和烧到90℃,哪个需要吸收的热量多?
经 验:
同样的日照情况下,为什么沙子和海水升高的温度不同呢?是因为沙子和水是不同的物质么?
用不同物质比一比吧!看看不同种类的物质,吸收热量的本领是否相同。
1.探究物质的吸热本领(控制变量法)
想一想
一、比热容
做一做
用相同质量、相同初温的水和铁粉,让它们吸收相同的热时,升高的温度相同吗?
思路一
结论:吸收相同的热量,铁粉升高的温度比水的高.
那么让它们升高相同温度时,吸收的热量会相同吗?
取相同质量的水和食用油,让它们升高相同温度,吸收的热量会相同吗?
思路二
比较它们的加热时间
转换法
实验数据
结论:1、升高相同的温度,它们吸收的热量不等,水吸收的热量多,说明水比食用油吸热本领大
2、水和食用油吸收热量的差异,是由它们的种类决定的。
实验结果:等质量的水和食用油,升高相同温度,
水需要的加热时间更长。
(1)不同的物质在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同这种性质上的差别,用物理量比热容来表示。
(2)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。比热容用符号C表示。
2.比热容
比热容是物质的一种属性,反应了物质吸热或放热本领的强弱。同种物质比热容是相同的,不同物质比热容一般不同;
(3)比热容的单位:焦耳/(千克·℃)
单位符号: J/(kg·℃)
读作: 焦每千克摄氏度
(4)水的比热容是:
C水= 4.2×103 J/(kg·℃)
水的比热容的物理意义:
1 kg的 水 温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。
例:色拉油的比热容是:
C油= 1.97×103 J/(kg·℃)色拉油的比热容的
物理意义:?
(5)比热容表的一些规律 : J/(kg·℃)
①水的比热容最大;液体的比热容不一定比固体的大
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;可以用比热容来鉴别物质的种类。
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;
1、关于比热容,下面几种认识对不对?
A.1 kg砂石,温度升高1 ℃,大概要吸收920 J的热量
B.液体的比热容都比固体大
C.同一种物质,比热容是相同的
D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质
学会查物质的比热容表
2、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
3、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
(1)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。
(2)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,用热水取暖效果好。
3、“水的比热容大”的应用:
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。
利用比热容的知识解释一些现象:不考虑经济成本,谈一谈暖气用水好,还是用油好?
(4)利用比热容的知识解释一些现象要用的原理:
(1)质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,
比热容大的水温度变化较小。
(2)质量相同的不同物质要使它们上升或下降同样的
温度,比热容大的水会吸收或放出更多的热量。
想想这是为什么呢?
吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度,居中国之首,而火焰山又是吐鲁番最热的地方,其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度,空调都不用开 。
利用比热容的知识解释一些现象
昆明,又名春城,是云南省的首府。昆明的周边,现在滇池南北长约40千米,东西宽约8千米,总面积300平方千米,湖岸线长163.2千米,最大水深10.4米,平均水深4.4米。那里的气候宜人,四季如春,这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗?
谈起夏日海风,你可知道,在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著,白天和夜晚的风向往往是不同的,你知道白天风是从哪里吹向哪里?夜晚呢?
为什么?
钢筋水泥都市,给我们的生活带来方便的同时,也给我们带来诸多不便,比如,炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3 ℃ ~ 5 ℃,这就是热岛效应,应该如何应对呢?
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg ·℃),你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?
0.4㎏的水温度升高1℃吸收的热量
4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg
=1.68×103J
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
0.4㎏的水温度升高50℃吸收的热量
1.68×103J×(70℃-20℃)
=8.4×104J
二、热量的计算
2、由Q=cm∆t可知:物体吸热的多少与物质的质量(m)、改变的温度(∆t)、物质的种类(C)都有关。
1、公式为:Q=cm∆t
Q—热量(J) C—比热容(J/(kg·0C) m—质量(kg) ∆t—变化的温度(0C)
(3)变形公式:
是C的计算式而不是决定式;
C与Q、m、∆t无关,只与物质的种类和状态有关。
关于比热容,下列说法正确的是( )
A.温度越高,比热容越大
B.物质放热越多,比热容越大
C.物质的质量越大,比热容越小
D.物质的比热容与质量和温度无关
D
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:
Q吸=Cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(80 ℃- 20℃)
=1.008×106J
求:Q吸
例2:500g的水,温度从60 ℃降低到20 ℃时,水减少的内能?
已知:m=500g=0.5kg t0=60 ℃ t=20 ℃
求:Q放
解:
Q放=Cm(t0-t)
= 4.2×103J/(kg•℃) ×0.5kg ×(60 ℃-20 ℃)
=8.4×104J
因为水温度降低,放出热量时内能减少.
所以水减少的内能为8.4×104J
练习1.有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5ɡ.它的温度降低到20℃,要放出多少热量?
Q放 = cm(t0-t)
=0.46×103 J/(kg·℃)× 1.5×10-3kg×(800 ℃-20 ℃)
=780.69J
解:
已知:C铁=0.46×103J/(Kg·℃)
m=1.5g=1.5×10-3Kg
求:Q放
t。= 800℃ t= 20℃
3、题型:
(1)计算Q、C、m、∆t、t、t0的题:
练习2:质量为2㎏的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.88×103J,该物质的比热容是多少?
已知: m=2㎏
t。= 20℃ t= 40℃
Q吸= 1.88×103J
求:C
解:
=0.047×103J/(㎏·℃)
答:该物质的比热容是0.047×103J/(㎏·℃)
28
练习3:在常温常压下:3.78×107J热量被100千克20℃的水完全吸收后,其水温升高到多少℃?
已知: Q吸=3.78×107J C=4.2×103(J/kg·℃) m=100kg
求:t=?
解: ∵Q吸=cm∆t
∴3.78×107J=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×∆t
∆t=90℃
又∵∆t=t-t0
∴t=∆t+t0=90℃+20℃=110℃
答:水温升高到100℃.
(2)比较Q、C、m、∆t、t、t0的题:
(3)比例题:
(4)热传递方向的题:求出末温t,热从高温物体传向低温物体。
(5)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: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
∵Q放= Q吸
t=31.7℃
∴Cm1(t01-t)= Cm2(t-t02)
m1(t01-t)= m2(t-t02)
0.1kg ×(85 ℃ -t)= 0.2kg ×(t-5 ℃)
(6)图像题:
例: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
t甲
t乙
B
练习1.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c 铁A B D
练习2.以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是( )
A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却
B.生活中往往用热水取暖
C.夏天洒水降温
D.滩涂湿地温差小