第十三章内能与热机第二节科学探究：物质的比热容第2课时比热容的计算及应用教学课件（沪科版九年级）

比热容的计算及应用沪科版·九年级物理上册 复习导入一、物体的吸热能力：与质量、升高的温度、物质种类有关。二、一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。三、比热容反映了物质吸收或放出热量的能力。水的比热容最大，为4.2×103J/(kg·℃)。 “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。探究新知思考：1.汽车发动机为何用水来冷却？2.冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？ 水的比热容大，在质量一定的条件下水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，用水做冷却剂或取暖效果好。用冷水冷却汽车发动机用热水取暖 人们培育秧苗时，为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏，常常在傍晚往农田中灌水，白天再将水放出。因为，在夜间温度下降时水放出的热量较多，从而达到防冻的目的。 沙漠地带昼夜温差很大，而沿海地区昼夜温差不大，这是什么原因？由于海水比热容比砂石大，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，所以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。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。同理，在一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。 提出问题：水的比热容是多少？物理意义是什么？知道了物质的比热容相当于知道了什么？相当于知道了1㎏的这种物质温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量。如果物体的质量不是1㎏，升高或降低的温度不是1℃，那么物体吸收或放出的热量该怎样计算呢？ 根据物质比热容的定义可计算出该物体在温度变化过程中吸收（或放出的热量）：（1）升温吸热：Q吸=cm（t2-t1）；（2）降温放热：Q放=cm（t1-t2）。 热平衡（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。（2）热平衡方程：Q吸=Q放。热量和热平衡 （1）如果某物体的比热容为c，质量为m，温度变化为Δt，则物体吸收或放出的热量为Q=cmΔt。（2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。热量和热平衡问题的计算 （3）物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t)，Δt为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差。（4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有Q吸=Q放。热量和热平衡问题的计算 例题*：要把2kg的水从20℃加热到100℃，至少需供给多少热量？已知：c=4.2×103J/(kg·℃)，m=2kg，t1=20℃，t2=100℃。求：Q吸。解：Q吸=cm(t2－t1)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)=6.72×105J。答：至少需供给6.72×105J的热量。 课堂小结根据物质比热容的定义可计算出该物体在温度变化过程中吸收（或放出的热量）：（1）升温吸热：Q吸=cm（t2-t1）；（2）降温放热：Q放=cm（t1-t2）。 随堂练习1.水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务，下列事例中与它的这一特性无关的是（）。A.让流动的热水流过散热器供暖B.汽车发动机用循环水冷却C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗D.夏天洒水降温D 2.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（）（多选）。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ABCDABD 3.有一根烧红的铁钉，质量是20g，温度是900℃，若它的温度降低到400℃，放出的热量是多少？［c＝0.46×103J/（kg·℃)］解：铁钉放出的热量Q＝c·m·Δt＝0.46×103J/(kg·℃)×0.02kg×(900℃－400℃)＝4.6×103J答：铁钉放出的热量是4.6×103J。 4.若100g水从20℃升温至90℃，要吸收多少热量？一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，c铁=0.46×103J/(kg·℃)]解：水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃－20℃)=2.94×104J。铁钉放出的热量Q放=c铁m铁Δt=0.46×103J/(kg·℃)×0.01kg×(1000℃－25℃)=4.485×103J。 5.把100g、80℃的热水跟250g、10℃的冷水相混合，混合后的温度为28℃，求热水放出的热量和冷水吸收的热量？解：热水放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(80℃－28℃)=2.184×104J冷水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(28℃－10℃)=1.89×104J