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9.13.2科学探究:物质的比热容

发布时间:2013-09-28 11:38:37  

科学探究:物质的比热容

新疆地区有句谚语叫做“早 穿皮袄午穿纱,围着火炉吃 西瓜”,你知道其中的道理 吗?

请回答:
(1)烧开一壶水与烧开 半壶水需要的热量一样多吗?
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多

(2)把一壶水烧开与烧成温水需要 的热量一样多吗?
把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多

水在温度升高时吸收的热量,跟水的质量有 关,和升高的温度有关 。

物质吸收(或放出)热量的 多少,除了与物质的质量和 温度变化有关外,还可能与 什么有关? 可能与物质的 种类有关。

如何通过实验来研究?
根据猜想设计实验 让我们认识电加热器

探究活动
根据猜想设计实验

我们就 选你

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)。

研究不同物质吸收热量的能 力,所要控制的因素: 1、质量相同 2、升高的温度相同 3、加热的热源要相同

信息快递:
如果加热方法完全相同, 就可以认为 相同时间里物质吸收的热量相同

进行实验,收集信息

我知道了!
相等质量的水和煤油吸收相等的热量后, 升高的温度是不同的。 相等质量的水和煤油升高相同的温度。 吸收的热量是不同的。

分析得出结论

相同质量的同种物质,升高相同的温度, 吸收的热量是 相同的 。 相同质量的不同种物质,升高相同的温 度,吸收的热量是 不相同的 。

探究活动
实验后的思考

1、水和煤油谁的吸热能力强?

2、如何科学地比较不同物质的这种特性? 实验后的思考,往往比实验本身更重要。

——牛顿

探究活动

比热容的概念
其实很简单,就是采用比较单位 质量、升高1℃ 的水和煤油 吸热 的多少来比较它们的吸热能力。

比热容(C)──单位质量的某 种物质温度升高1℃吸收的热 量,叫做这一物质的比热容. 比热容的单位 : J/(kg· ℃)

物质种类
水 酒精

质量
1kg 1kg

升高的 温度
1℃ 1℃

吸收的热量
4.2×103J 2.4×103J

比热容
4.2×103J/(kg· ℃)

2.1×103J/(kg· ℃)
2.1×103J/(kg· ℃) 2.1×103J/(kg· ℃)

煤油
冰 蓖麻油

1kg
1kg 1kg

1℃
1℃ 1℃

2.1×103J
2.1×103J 1.8×103J

1.8×103J/(kg· ℃)
0.92×103J/(kg· ℃) 0.84×103J/(kg· ℃)

砂石
干泥土 铜 汞 铅

1kg
1kg 1kg 1kg 1kg

1℃
1℃ 1℃ 1℃ 1℃

0.92×103J
0.84×103J 0.39×103J 0.14×103J 0.13×103J

0.39×103J/(kg· ℃)
0.14×103J/(kg· ℃) 0.13×103J/(kg· ℃)

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; 水的比热容最大;

物质的比热容不仅与物质和种类有关,同时还 与物质的

状态有关,如水的比热容与冰的比热 容就不相等;

……

水的比热是___________

4.2×103J/(kg ·℃)

它的物理意义是:___________
1千克的水温度每升高(降低) 1℃,吸收 __________________________ (或放出)热量是4.2×103J
比热容是物质的一种特性,就像密度是物质的 特性一样,同种物质的比热容是一定,不随物体 吸收或放出的热量多少、质量、升高或降低的温 度而改变。

5千克的水要温度升高10 ℃,要吸收 多少热量?

为什么内陆地区比沿海地区的昼夜温差大呢?

沿海

城市

沙漠

答:水的比热容比较大,而砂石和泥土的比热容比 较小。在同样受热或遇冷时,水的温度变化比砂石 的小。所以,沿海地区的气温变化不像内陆的气温 变化那样显著。

为什么用热水 取暖?

为什么用冷水冷 却发动机?

我国目前最大的水电站三峡水电站完全建成后,三
峡库区的气温受到一定影响:夏天比原来下降2℃

左右,而冬天比原来升高2℃左右,为什么?
答:这是因为库区里 的水的比热容大,夏 天不容易升温,冬天 也不容易降温,温度 变化小。

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?

“水的比热容大”这一特 点在人们的日常生活和生产中 具有重要的意义。
1.用水作冷却剂或取暖。 2.有利于调节气候。

热量的计算
公式 如果知道某物体的质量为m,比热容 t 为c和温度的变化值△ ,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:物体温度变化时吸收或放出的热量;单位为J c:物质比热容 单位 J/(kg.℃)

m:物体的质量

单位 kg

△ :温度的变化值,温度升高时为t2-t1;温度 t 降低时为t1-t2 单位 ℃

热平衡关系式: Q放=Q吸
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。

例题:某同学将一杯质量是200g、温度是
5℃的冷水和一杯质量是100g、温度是85 ℃的 热水兑在一起,混合后的水温度最高是多少?
简答:设混合合后的水温为t℃。

m1=200g水温度从t1= 5℃上升至t℃,吸收热量:
Q吸=c水m1(t-t1) m2=100g水温度从t2=85 ℃下降至t℃,放出热量: Q放=c水m2(t2-t) 若没有热量损失,混合后的温度最高, Q吸= Q放,解得:

c水m1(t-t1)=c水m2(t2-t)

t=31.7℃

练习:
1、水的比热容是4.2×103J/(kg· ℃), 将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要 8.4×105J热量.如果将水倒掉一半, 吸收

4.2×103 它的比热容将为 J/(kg。℃)
2、水的比热容是煤油比热容的两倍,若水 和煤油的质量之比为1:2,吸收的热量之 比为2:3,则水和煤油升高的温度之比为 ( B ) A:3:2 B:2:3 C:4:3 D:3:4


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