十二章 第5课时 物质的比热容及应用
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灌南县堆沟港中学第十二章 机械能 内能课时1 《动能 势能 机械能》出卷人:张万刚 班级 姓名课前预习1. 一个物体如果具有了对别的物体 的本领,我们就说这个物体具有 。
2. 一个物体具有的能越多,那么这个物体对别的物体做功本领就 。
3. 物体由于运动而具有的能,叫 。
物体的动能大小与物体的 和物体运动的 都有关系,物体的 越大, 越快,这个物体的动能就越 。
4. 物体由于被 而具有的能叫重力势能。
物体的 越大,被举起得越 ,那么这个物体的重力势能越 。
5. 物体由于发生 而具有的能,叫弹性势能。
根据你的生活经验,请你作做出猜想:物体具有的弹性势能的大小可能与 有关。
6.说明下列物体具有什么形式的机械能:( 1 )在水平公路上行驶的汽车具有 __________ ;( 2 )被拉弯的弓具有 __________ ;( 3 )被举高的重锤具有 __________ ;课堂巩固1. 如下图1,让小车分别从不同高度由静止开始滑下,(1)小车运动到水平表面时, 中的小车速度大;(2) 图中的木块被撞后移动的距离长;(3) 图中的小车对木块做的功多,它具有的动能 。
图1 图2 2. 如图2,它是用来研究动能大小与物体 的关系的。
实验表明:丁图中的小车到达水平表面时,能使木块运动的距离 些(选填“大”或“小”)。
3. 综合第1、2两题的结论,可以发现:运动物体的动能大小与物体的___和__都有关系,物体的_____越大,_____越大,它具有的动能就越大。
4、重力势能的大小可能跟哪些因素有关?猜想:1、重力势能的大小跟物体被举高度有关2、重力势能的大小跟物体的质量有关设计实验方案:你要采用的实验方法是 ;你的探究步骤是 ;你比较重力势能大小的标准是 。
结论:1.质量相同时,物体被举得越__ 重力势能越大2.被举高度相同时,物体的质量越__ 重力势能越大5. 如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会跳的卡片,使这张卡片跳起来的做法是 。
第十二章第二节科学探究:物质的比热容山东省苍山县实验中学李二峰一、教学思路本节要求通过科学探究认识物体温度变化使吸收或放出热量的能力,及研究物质的比热容,所以“比热容”就成了本章重点内容。
因为物体吸热、放热现象与生活紧密相关,所以问题的提出应是比较自然的,对于提出的问题做解释时,还应从发掘生活中的现象开始,要启发和鼓励学生举出一些物体吸热、放热时温度变化的例子,猜测造成他们温度变化不一致的原因。
由于比热容的概念比较抽象,并且它又与质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量有关,学生理解起来有困难,所以又是整个教材的难点。
所以教学的中心任务是:让学生通过实验探究了解“不同物质在质量相等,升高温度相同的情况下吸收的热量一般不同”,为比热容概念的得出打好基础。
将“探究物质的吸、放热能力”作为一个完整的探究过程要求学生经历进而建构完整清晰的比热容知识。
本节在设计时根据新课标理念“从生活走向物理,从物理走向社会”,运用生活实例创设情境,激趣引新;在教学中提倡学生联系实验提出问题,提出自己的猜想,不应包办代替。
提倡通过探究实验得出结论(尽管实验误差较大),提倡用手边器材自制教具完成实验,提倡尊重实验事实,提倡用比热容概念解释自然现象,比如:“三峡水库建成对小气候的影响”和“海陆风的成因”。
另外通过设计实验,科学探究培养学生科学素养;通过联系社会生活,拓展升华,来提升学生能力。
二、教学目标1、知识与技能(1)理解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性;(2)尝试用比热容解释简单的自然现象;(3)能根据比热容进行简单的热量计算;2、过程与方法(1)通过探究,比较不同物质的吸热能力,使学生从实验中领悟比热容是如何影响物体温度的变化的,学会运用所学的知识分析解决实际问题。
(2)通过设计、进行实验,让学生体会控制变量法在科学探究中的应用。
(3)通过阅读“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,认识什么是“热岛效应”,并进一步认识到科学技术是一把双刃剑。
《物质的比热容》教学设计方案(第一课时)一、教学目标:1. 知识与技能:学生能理解什么是物质的比热容,并理解其单位及单位换算。
2. 过程与方法:通过实验探究,学生能总结出物质的比热容与物质种类和温度变化的关系。
3. 情感态度与价值观:通过学习,学生能理解物质比热容的实际应用,培养科学态度和探索精神。
二、教学重难点:1. 教学重点:让学生理解物质的比热容,并能进行简单的单位换算。
2. 教学难点:通过实验探究,学生能总结出物质的比热容与物质种类和温度变化的关系。
三、教学准备:1. 准备实验器材,包括不同种类的物质(如水、沙子、铁块等)、保温杯、温度计等。
2. 准备教学PPT,包含图片、动画和相关问题。
3. 准备教学时间约一节课(45分钟)。
四、教学过程:1. 导入新课通过一些日常生活中的现象或者实例引入新课,比如炎热的夏天在室内放杯水比在室外更凉爽,汽车发动机用水冷却效果好的实例等。
同时让学生思考物质吸收热量的多少与其种类、质量和温度变化之间的关系,引发学生对于物质的特性和热量传递方式的好奇心和探究欲望。
2. 探究实验利用初中实验室器材进行实验探究物质的比热容。
让学生了解并掌握热量、质量、温度、热值等基本物理概念和测量方法,并学习运用控制变量法来研究物质的特性。
学生将使用热水和不同种类的物质(如水、铁、铜等)进行实验,通过观察温度计的读数来比较不同物质在质量相等、温度变化相同时吸收或放出的热量多少。
3. 实验总结让学生总结实验结果,描述不同的物质在质量相等、温度变化相同时吸收或放出的热量不同。
教师引导学生得出物质的比热容的定义和单位,并解释比热容的概念和意义。
通过实验数据,让学生理解比热容是物质的一种特性,与物质的质量、体积、温度等因素无关。
4. 课堂互动设计一些互动环节,让学生积极参与讨论,加深对物质的比热容的理解。
例如:(1)为什么同样的火力,海水和沙石升高的温度不同?(2)一杯水和一桶水相比,哪个更耐热?(3)比热容的大小是否只与物质的种类有关?如果有关,与质量、体积等因素是否有关?5. 课后作业布置一些与物质的比热容相关的作业,如阅读相关的科普文章、上网查找资料、撰写小论文等。
苏科版九上物理第12章三、物质的比热容教案一、教学内容1. 比热容的定义:单位质量的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
2. 比热容的计算公式:c = Q/(mΔt),其中Q为吸收或放出的热量,m为物质的质量,Δt为温度变化量。
3. 比热容的单位:焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃))。
4. 常见物质的比热容数值。
二、教学目标1. 理解比热容的概念,掌握比热容的计算方法。
2. 能够运用比热容的知识解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点1. 难点:比热容的概念及其在实际问题中的应用。
2. 重点:比热容的计算公式及其单位。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实验器材(温度计、烧杯、热水、冷水、物质样品等)。
2. 学具:笔记本、笔、实验报告表格。
五、教学过程1. 引入:通过一个生活中的实例,如热水袋的使用,引发学生对温度、热量和物质的关系的思考。
2. 讲解:讲解比热容的定义、计算公式和单位,配合多媒体课件,让学生直观地理解比热容的概念。
3. 实验:安排学生进行实验,测量不同物质的比热容,观察实验现象,培养学生动手操作和观察能力。
4. 练习:学生根据实验数据,运用比热容的计算公式计算物质的比热容,巩固所学知识。
5. 应用:引导学生运用比热容的知识解决实际问题,如热水袋的温度变化、汽车发动机的散热等。
六、板书设计1. 比热容的定义。
2. 比热容的计算公式:c = Q/(mΔt)。
3. 比热容的单位:J/(kg·℃)。
4. 常见物质的比热容数值。
七、作业设计1. 题目:计算一杯热水的比热容。
答案:假设热水质量为0.2kg,温度从100℃降低到60℃,放出的热量为Q = mcΔt = 0.2kg × 4.2J/(kg·℃) × (100℃ 60℃) = 33.6J。
因此,热水的比热容为c = Q/(mΔt) = 33.6J/(0.2kg × 40℃) = 4.2J/(kg·℃)。
第5课时 物质的比热容(2)【基础巩固】1.水的比热容是_______,一杯水变凉了,它的内能_______,比热容_______.2.保温桶内装有质量为50 kg 、温度为95℃的热水.过了一段时间后,桶内水的温度为85℃,那么水放出的热量为_______J ,水的内能_______(选填“增加”、“不变”或“减少”).3.铁比铜的比热容大,它表示在质量相同及温度变化相同的条件下,铁吸收或放出的热量比铜_______;在质量相同及吸热或放热相同的情况下,铜的温度变化比铁_______.4.由比热容公式()0Q c m t t =-,判断下列哪种说法是正确的 ( ) A .物质的比热容跟它的质量成反比B .物质的比热容跟它的热量成正比C .物质的比热容跟它的温度变化成反比D .比热容是物质的特性之一,跟热量、质量、温度的变化等因素都无关5.下列情况中,哪一种水放出的热量最多( )A .1千克水,温度从80℃冷却到40℃B .2千克水,温度从50℃冷却到25℃C .2千克水,温度从60℃冷却到35℃D .3千克水,温度从50℃冷却到30℃6.下列说法正确的是 ( )A .水和冰的比热容相同B .比热容大的物体吸收的热量不一定多C .热水和冷水混合时如果没有损失,热水和冷水的温度变化相同D .一桶水的热量比一杯水的热量多7.一块金属,温度从30℃升高到50℃,吸收的热量为Q 1,温度从90℃降低到70℃,放出的热量为Q 2,则 ( )A .Q 1>Q 2B .Q 1<Q 2C .Q 1=Q 2D .无法比较8.下列说法中正确的是 ( )A .没有吸热过程和放热过程,说热量是毫无意义的B .物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关C .两个物体升高相同的温度,吸收的热量也一定相同D .热总是从含有热量多的物体传递给含有热量少的物体9.质量相同的两个物体由于吸热而升温,若它们的比热容之比为1:2,升高的温度之比为3:2,则它们吸收的热量之比为 ( )A .3:4B .4:3C .1:3D .3:110.小明同学学习了比热容的知识后,联想到热水袋,设计了一种水暖背心,冬天将袋内灌满热水,穿在身上可暖胸背,他设计的原理是 ( )A .水的比热容大,吸热本领强B .水的比热容大,降温时放热多C .水资源比较丰富D .水的流动性强,穿起来柔软舒适11.质量相等,初温相同的铜、铁、铝三种物质,放出相等的热量后,终温的高低是(c 铝>c 铁>c 铜) ( )A .铜最低B .铁最低C .铝最低D .都相同12.铝锅中盛有20℃的水,锅的质量为1 kg ,水的质量为10 g ,现要把这锅水加热到100℃,共需吸收多少热量?[c铝=880 J/(kg.℃),c水=4200J/(kg·℃)]13.把冰块放在食品上面可以利用冰块吸热以保鲜食品,一块低温的冰吸收8.4×103 J的热量后,温度从-14℃升高到-4℃,试求这块冰的质量.[冰的比热容c=2.1×103 J /(kg·℃)]14.质量为500 g的金属块,温度从100℃降低到20℃时,放出的热量为3. 52×104J,这种金属的比热容是多少?【拓展提优】1.比热容是物质的一种特性.用同种物质制成的两个质量不等的物体,其比热容_______(选填“相同”或“不同”).质量均为1 kg的铜块[c铜=3.9×102 J/(kg.℃)]和铅块[c铅=1.3×102J/(kg·℃)],如果吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为_______;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了_______J的热.2.甲和乙两个金属块的质量之比是3:1,当这两个金属块吸收了相同的热量后,它们升高的温度分别为20℃和15℃,则它们的比热容之比为_______.3.甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是乙的3倍,乙的比热容是甲的1/3,若它们吸收了相同的热量,它们升高的温度之比 ( )A.1:9 B.3:1 C.9:1 D.1:14.100 g热水和50 g冷水混合后(不考虑热量损失),则 ( )A.热水降低的温度等于冷水升高的温度 B.热水降低的温度小于冷水升高的温度C.热水降低的温度大于冷水升高的温度 D.热水放出的热量大于冷水吸收的热量5.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示.则三块金属的比热容c甲、c 乙、c丙大小相比 ( )A.c甲最大 B.c乙最大C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙6.甲、乙两金属块都放人热水中,吸收相同的热量后,升高了相同的温度,关于两者比热容和质量的关系,下列说法正确的是 ( )A.当c甲>c乙时,m甲=m乙 B.当c甲<c乙时,m甲<m乙C.当c甲>c乙时,m甲>m乙 D.当c甲<c乙时,m甲>m乙7.当物体中存在温度差时,热量会从温度高的地方向温度低的地方传递.对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为△T时,△t时间内从高温端向低温端传递的热量△Q满足关系式:△Q=kS TtL∙∆∆;其中k为棒的导热系数,如图所示,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,两金属棒各自另一端分别与温度为400 K、300 K的恒定热源良好接触.若L1:L2=1:2,k1:k2=3:2,则在稳定状态下,D处的温度为 ( )A.375 KB.360 KC.350 KD.325 K8.在野外施工中,需要把质量为4.2 kg的铝合金构件温度从10℃升高到63℃或以上,现只有保温瓶中1.2 kg温度为90℃的热水可以利用,不计热损失,请设计一个加热构件的方案,同学甲设计的方案和运算如下:将铝合金构件直接放入90℃热水中,在不考虑热损失的前提下,热水放出的热量等于构件吸收的热量,根据热量计算公式:Q放=cm1(t1-t)、Q吸=cm2(t-t2),将数值代入计算,得出构件与热水在达到热平衡时的温度t =56.2℃,显然,这种方案不能使构件达到规定的温度.同学乙设计的方案是把90℃的热水分成等质量的两份,让构件先放入第一份90℃的热水中,达到热平衡后取出,再放入第二份90℃的热水中,再使构件与热水达到热平衡.通过计算表明,这一方案可使构件的最后温度达到61.7℃.问:(1)怎样才能让构件达到63℃呢?请写出你的设计方案.(2)若采用最佳加热方案,构件最后的温度可达69.5℃,这一结果启示我们,工业上也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件,请简要说明这种最佳冷却方案.9.“米线”是一种特色小吃,端上餐桌的有:一碗热汤,上面浮着一层油;一碟切成薄片的鲜肉;一碗已煮熟的米线,食客先把肉片放进汤内,稍候再加入米线.现有以下资料:汤的初温为97℃,比热容为4.2×103J/(kg·℃);肉片的质量为0.2 kg,初温为22℃,比热容为3.5×103J/(kg·℃).基于健康缘故,肉片必须至少在大于80℃的汤中保持2 min,在这2 min时间里,由于向外界散热整体温度将下降约2℃.问:(1)碗中油层的作用是什么?(2)为实现上述的温度要求,碗中汤的质量应满足什么条件?参考答案【基础巩固】1.4.2×103J/(kg·℃) 减少不变2.2.1×106减少3.多大4.D 5.D 6.B 7.C 8.A 9.A 10.B 11.A 12.3430400 J 13.0.4 kg 14.0.88×103J/(kg.℃) 【拓展提优】1.相同 1:3 3.9×104 2.1:4 3.A 4.B 5.C 6.D 7.A8.(1)把热水均分成三份(超过三份的其他具体份数或许多份也可以),让构件先放入第一份热水中,构件与热水达到热平衡后取出,放入第二份热水中,再使构件与热水达到热平衡后取出,放入第三份热水中,再次使构件与热水达到热平衡,这样可以使构件温度达到63℃. (2)用冷水对构件进行流水喷淋(或用流水法进行),因为这样能充分地利用资源,使物体间内能更有效地转移,最大限度地实现降温.9.(1)减慢蒸发,从而减慢热量的散失. (2)至少需要汤0.67kg.。
《物质的比热容》教学设计(5篇)第一篇:《物质的比热容》教学设计12.3物质的比热容【教学目标】知识与技能:1、理解比热容的概念,知道比热容;2、尝试用比热容解释简单的自然现象;3、能根据比热容进行简单的热量计算。
过程与方法:根据科学探究的猜想与假设,制定探究计划,设计实验方案,在此过程中有控制变量的意识。
情感态度与价值观在科学探究中能积极与他人交流探究结论,能对数据进行初步评价。
【教学重点】1、探究物质比热容2、物体温度改变时吸收或放出热量的计算公式Q=cm?t。
【教学难点】1、制定探究物质比热容的实验计划,设计实验、分析、评估实验结果;2、对比热容概念的理解和简单应用。
【教学准备】1、组织学生复习热量的概念、预习本节内容;2、准备好所需器材:(每实验小组)烧杯2只、温度计2支、搅拌器2个、电加热器2副、盖板2块、水、煤油、停钟(或记时秒表)1块。
【教学方法】实验探究法、讲授法【教学过程】一、复习引入1、什么叫热量?1千克的水温度升高1℃需吸收多少热量?2、将一壶水烧开与烧开半壶水相比,谁要的时间长?谁吸收的热量多?3、将一壶水烧成开水与将一壶水烧成温水相比,谁的时间长?谁吸收的热量多?由此可见,水在升高温度时吸收的热量和水的质量有关,也和温度升高的程度有关,水的质量越大,温度升高的度数越多,吸收的热量也就越多。
将相同质量的水和煤油升高相同的温度,需要的热量一样多吗?要解决这个问题,就得学习物质的比热容。
二、探究物质的比热容(一)实验探究:物质的比热容1、猜想:将相同质量的水和煤油加热,使它们升高相同的温度,需要的热量谁多?2、制定计划与设计实验根据所要研究的问题,我们要在什么条件下比较水和炼油吸收热量的多少?(引导学生讨论:在水和煤油的质量相同、升高的温度相同的条件下研究水和煤油吸收热量的多少)引导学生讨论、交流:在这样的条件下研究水和煤油吸收热量的多少,需要测出哪些量?用什么时候样的器材?怎样测量?记录哪些数据?(进行实验前要解决的问题)引导学生设计实验记录表格:液体名称液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 升高的温度t1- t2/℃ 通电时间t/min3、进行实验与收集证据按照设计方案,分组实验,小组成员合作,注意操作规范。
教学方案比值反映了物质本身的特性,即密度:=根据刚才得到的四个结论:同种物质:①m相同,Δt相同,Q吸相等;②m相同,Q吸与Δt成正比;③Δt相同,Q吸与m成正比。
由以上①②③得到:同种物质,Q吸与m和Δt的乘积成正比,且比值是一定的。
不同种物质:④m相同的不同物质,Δt相同,Q吸一般不相等。
由④可以得到:不同种物质,Q吸与m和Δt的乘积的比值不同。
这两条再与上面密度的定义方法进行类比,就可以得到比热容的定义。
【ppt 16】【板书】2.比热容在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
用符号c表示。
3. 计算式:①吸收热量时:c=或c=记录。
明确比热容的定义、计算式、符号、单位。
②放出热量时:c=或c=4.表达式中,c的单位是焦每千克摄氏度,符号J/(kg·℃),Q吸、Q放的单位是J,m的单位是kg,t1、t2的单位是℃。
【ppt 17】【板书】例如:水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)它表示的物理意义:质量为 1 kg 的水,温度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为 4.2×103 J。
5.比热容是反映物质自身性质的物理量。
不同的物质,比热容一般不同。
【ppt 17】教师讲解:比热容是物质的一种特性,它的大小只与物质的种类和物质的状态有关。
【ppt 18】教师给出生活中常见物质的比热容(表格)从表中可以看出,水的比热容最大。
不同物质的比热容也可能是相同记录。
查看表格并听讲、回答问题。
知道不同物质、不同状态其比热容不同,知道水的比热容最大。
生物体造成严重损害。
【ppt 23、24】题1、2。
【ppt 25】进行小结。
【ppt 26】知识拓展:城市热岛与人工湖【ppt 27】布置作业。
阅读题目,给出答案听讲。
阅读、听讲并思考。
拓展延伸:知道可以通过建造人工湖来缓解城市热岛效应。
板书设计12.3 研究物质的比热容1.比热容的物理意义:反映了不同物质的吸、放热性能。
教案:苏科版九年级物理上册第十二章12.3物质的比热容一、教学内容1. 比热容的概念:介绍比热容的定义,即单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
2. 比热容的计算:讲解比热容的计算公式Q=cmΔt,其中Q表示吸收或放出的热量,c表示比热容,m表示质量,Δt表示温度变化。
3. 比热容的特性:阐述比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与质量、热量和温度变化无关。
4. 比热容的应用:介绍比热容在生活中的应用,如水作为冷却剂、保暖材料的选择等。
二、教学目标1. 理解比热容的概念,掌握比热容的计算方法。
2. 能够运用比热容的计算公式解决实际问题。
3. 认识比热容的特性,了解比热容在生活中的应用。
三、教学难点与重点重点:比热容的概念、计算方法和应用。
难点:比热容的计算公式的运用,以及比热容的特性的理解。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
学具:课本、练习册、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:夏天,我们在炎热的太阳下行走,感到很热,为什么?(因为人体吸收了太阳的热量)2. 讲解比热容的概念:介绍比热容的定义,即单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
3. 讲解比热容的计算方法:讲解比热容的计算公式Q=cmΔt,其中Q表示吸收或放出的热量,c表示比热容,m表示质量,Δt表示温度变化。
4. 讲解比热容的特性:阐述比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与质量、热量和温度变化无关。
5. 讲解比热容的应用:介绍比热容在生活中的应用,如水作为冷却剂、保暖材料的选择等。
6. 例题讲解:运用比热容的计算公式讲解实际问题,如一杯热水冷却过程中放出的热量。
7. 随堂练习:让学生运用比热容的计算公式解决实际问题,如一块冰融化成水需要吸收多少热量。
8. 板书设计:比热容的概念、计算公式、特性和应用。
9. 作业设计:题目1:一块冰融化成水需要吸收多少热量?答案:根据冰的质量和冰的比热容,计算冰融化成水需要吸收的热量。
物质的比热容知识要点汇总知识点1比热容定义:单位质量的某种物质,温度升高(降低)1℃时,吸收(放出)的热量叫这种物质的比热容。
从定义中可以看出,比热容的单位由热量、质量和温度的单位共同决定。
单位:J/(kg.℃)例1温度相同的铝块甲和铁块乙,m甲=m乙,将它们分别加热,使其吸收相同的热量后接触,此时()A、温度从甲传向乙B、内能从甲传向乙C、内能从乙传向甲D、甲、乙间不发生热传递思路解析在热传递时,传递的是能量而不是温度,故A不正确。
由于能量是从高温物体传向低温物体,所以此题的解题关键是判断甲、乙两物体吸收热量后温度的高低。
由Q甲=c甲m甲(t甲-t0甲),Q乙=c乙m乙(t乙-t0乙),因它们吸收相同的热量,有Q甲=Q乙,又m甲=m乙,所以c甲(t甲-t0甲)=c乙(t乙-t0乙),因为c甲>c乙,t0甲=t0乙,所以t甲知识点2比热容的意义比热容是物质的特性之一,由物质本身和物质所处的状态决定,对处于某一定状态下的物质来说,其比热容是一定的,跟物质的质量和体积的大小、温度的高低、吸收(或放出)热量的多少无关。
例2把两个质量相等的20℃的铜球,分别放进质量相等的、温度均为50℃的水和煤油中,达到热平衡后,水和煤油的温度相比哪个低?思路解析本题是关于热平衡现象的问题。
可以利用热平衡方程,以及公式Q=cm△t 来解。
正确解答设水的质量为m1,比热为c1,水的初温为t01=50℃,热平衡后温度为t末1;又设煤油质量m2 (m1=m2),比热为c2,煤油的初温为t02=50℃,热平衡后温度为t末2;铜的质量为m3,比热为c3,铜球的初温为t03=20℃,铜在水中热平衡后温度为t末3=t末1;铜在煤油中热平衡后的温度为t′末3=t末2.铜球放在水中的情况下,根据热平衡方程,有Q铜吸=Q水放,即c3m3 (t末1-t03)=c1m1 (t01-t末1)①铜在煤油中时,同理可得c3m3 (t末2-t03)=c2m2 (t02-t末2)②由①/②得.又m1=m2,化简上式得.因为c1>c2,所以.所以(t末1-t03)(t02-t末2)>(t01-t末1)(t末2-t03)。
第5课时物质的比热容及应用
【基础训练】
1.用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋内能是通过_______的方式改变的。
如果水的质量是1 kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,则水吸收的热量为_______J.[C水=4.2×103J/(kg.℃)]
2.小旺看见人们在冬天常使用热水袋取暖,他灵机一动,发明了“水床”——在床形的塑料袋内充上水,冬天用电热器给水加热,水吸收热量,温度_______(升高/降低),人睡在“水床”上面比直接睡在床上暖和;夏天充入冷水,躺在上面又感觉非常凉爽。
这种床用水作介质,这是因为水的_______比较大的缘故。
3.如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。
从图象可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较_______(大/小)。
根据水的比热容比砂石的比热容_______的特点,曲线A表示的是_______(沿海/内陆)城市的年气温变化曲线。
4.已知铁的比热容小于铝的比热容。
质量相同的铁块和铝块吸收相同热量后,_______温度升高得多;若它们降低相同的温度,_______放出的热量多。
5.把质量相同、材料不同的两个金属块甲和乙加热到相同的温度,然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的水中,发现投入金属块乙的杯内水温较高,那么可以判断甲、乙两种金属的比热容c甲_______(>/=/<)c乙。
6.夏天,海边的昼夜温差小,这是因为水的比热容较大。
下列现象中不能反映水的这一特性的是( )
A.汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作物质
B.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
C.炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
D.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
7.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如表所示,则该液体的比热容为( )
A.0.9× 103 J/( kg.℃)
B.1.8×103 J/( kg.℃)
C.3.6×103 J/( kg.℃)
D.1.2×103 J/( kg.℃)
8.家用电器中大功率电子组件在工作时会产生较多热量,为了尽快散热,通常在大功率组件上加装金属散热片,下表是四种材料的比热容,选作散热片最好的材料是( )
A.铝B.铁C.锌D.铅
9.物体A、B(c A>c B)的质量和初温均相同,若它们吸收相等的热量后相互接触,则( ) A.热量从A传递到B B.热量从B传递到A
C.不发生热传递D.缺少条件,无法判断
10.甲、乙两个物体的质量相等,甲物体升高10 ℃所吸收的热量是乙物体温度升高20℃所吸收热量的2倍,则甲、乙两物体的比热容之比为( )
A.1:1 B.2:1
C.4:1 D.1:4
11.夏天,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土路面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,请用所学物理知识解释这个现象。
12.小明探究“不同物质的吸热能力”时,在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油,用一个酒精灯同时对两支试管加热,加热一段时间后,温度计示数如图所示。
(1)指出图中使用酒精灯的错误:_______;
(2)水和煤油比较,_______的吸热能力强;
(3)加热一段时间后,煤油的温度升高了4℃,则水的温度升高了_______℃。
[c水=4.2×103 J/( kg.℃),c煤油=2.1×103 J/( kg.℃)]
13.(黄石)一根烧红的铁钉,温度是500℃,质量是1.5 g,它的温度降低到20℃,要放出多少热量?已知铁的比热容c铁=0.46× 103 J/( kg.℃)。
【提优拔尖】
14.海边的昼夜温差比沙漠地带要小得多,这主要是因为水的_______比较大的缘故,相同质量的海水和沙石,吸收相同的热量后,_______的温度升高得少。
15.用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图象如图所示。
根据图象可知,甲液体的比热容_______(大于/等于/小于)乙液体的比热容。
质量为500 g 、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃,吸收的热量为_______J 。
[甲液体的比热容为1.8×103 J/( kg .℃
)]
16.如图所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图_______(甲/乙)。
这是因为c 冰_______(>/=/<)c 水,所以相同时间内_______(冰/水)升温更快。
17.由()
0Q c m t t =-,关于同一物质的比热容c ,下列说法正确的是 ( ) A .若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B .若质量增大一倍,则比热容减至一半
C .若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D .无论质量多大,比热容都一样
18.水的比热容比煤油的大。
如图甲,用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网同时对两试管加热。
图乙中能反映该实验情况的图象是 ( )
19.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此可判断物质甲的比热容为( )
A.2.1×103J](kg.℃)
B.4.2×103J/( kg.℃)
C.1.2×103J](kg.℃)
D.条件不足,不能确定
20.体积相同的实心铜块和铁块,设铜的密度为p1,比热容为c1;铁的密度为p2,比热容为c2,若两者吸收相等热量,则铜块和铁块升高的温度之比为( )
A.c1:c2B.c2p2:c1p1
C.p1:p2D.c1p1:c2p2
21.小明根据所学的物理知识并结合下列表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( )
A.寒冬季节,盛有水的水缸放在室外不可能破裂
B.标准大气压下,铝在660℃时一定处于固液共存状态
C.体积相等的铁球和铝球,如果它们的质量相等,铁球可能是实心的
D.质量相等的实心铁块和实心铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
22.甲、乙两种物质的质量之比为4:1,放出热量之比是3:1,则它们的比热容之比和降低温度之比下列四种情况:①1:1,3:4;②2:1,1:3;③1:2,3:2;④1:3,9:4,可能满足题设条件的是( )
A.①②B.①③④C.②③D.①②④
23.小明设计了如图所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。
(1)写出调整实验器材的方法步骤;
(2)依据小明的探究方案,实验探究过程中,除了选用相同规格的烧杯和酒精灯,还需要控制不变的量有哪些?
(3)实验探究记录数据如下表,在这些数据中,哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生的错误;分析实验数据,可以得出的结论是什么?
24.如图所示,用F=20 N的水平拉力拉着边长l=10 cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动,在t=10 s内运动了s=46 cm的路程。
求:[c铁=0.46×103 J/( kg.℃),p铁=7.9× 103 k/m3]
(1)水平拉力F做的功W是多少?
(2)水平拉力F做功的功率P是多少?
(3)若此过程水平拉力做的功全部转化为内能,其中的79%被铁块吸收,铁块将升高多少温度?
参考答案
1.热传递≥4. 2×104
2.升高比热容
3.大大内陆
4.铁块铝块
5.<
6—10 CBABC
11.虽然混凝土和水吸收了相同的热量,但是由于混凝土的比热容比水小,所以升高的温度大于水的,所以混凝土路面热得烫脚,而池中的水却不怎么热
12.(1)未用酒精灯外焰加热(2)水(3)2
13.331.2 J
14.比热容海水
15.小于 6. 3×104
16.乙< 冰
17—22 DCABDB
23.(1)调整下面的铁夹,使石棉网处于适当的高度;调整上面的铁夹,使温度计处于适当的高度(2)水与食用油的质量和初始温度相同(3)第6 min食用油的温度数据错误。
分析表中的数据可知,加热相同的时间,食用油升高的温度比水高。
分析比较水在第5 min、第10 min和食用油在第2 min、第4 min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油的长,进而得出水的吸热本领比食用油大这一结论(只答水的吸热本领比食用油大同样正确)
24.(1)9.2 J (2)0.92 W (3)2×10-3℃。