13.2 科学探究：物质的比热容

13.2 科学探究：物质的比热容教学目标【知识与能力】1.通过探究实验了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性。2.尝试用比热容解释简单的自然现象。3.能用根据比热容的计算公式解决较简单的热量计算问题。【过程与方法】1.通过探究，比较不同物质的吸热能力； 2.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”。3.通过查比热容表知道不同物质的比热容一般不同，学习利用物理知识解释日常生活中的实际问题的能力。【情感态度价值观】1.在探究活动中体验科学探究的乐趣，培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。2.在探究活动中培养学生合作精神。教学重难点【教学重点】 比热容的定义与应用。【教学难点】会利用公式Q=cm t进行简单的吸、放热计算。教学过程 创设情景、引入新课白天海滩上的沙子热得烫脚，而海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，而海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 进行新课一、探究物质吸热或放热规律1.提出问题：将相同质量的水和煤油加热，使它们升高相同的温度，谁需要的热量多？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）水在温度升高时吸收的热量，跟水的质量(m)有关，跟温度升高的度数(t)有关 。3.设计实验：（1）如何使物质的温度升高？（2）如果改变加热方式会不会影响实验效果?信息快递：如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同。4.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）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/min5.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。设计记录表格，准确记录数据。6.分析与论证做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。7.评估与交流交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸收的热量比煤油多。提出概念：比热容就是比较不同物质吸热能力大小的物理量。二、比热容经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。1.比热容：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。2.公式：c=Qm(t2-t1)。如果某物质的比热是a J/(kg)，它是说单位质量为1kg的该种物质，每升高1时（或降低1时），吸收（或放出）的热量是a J。3.符号：比热容用符号c表示。4.单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg)。思考问题：为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。5.比热容的应用（1）利用比热容解释自然现象质量相同的不同物质，可吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有很好的作用。解释：同样的日照条件下，为什么中午的沙子比海水的温度要高？我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象，你能解释其中的原因吗？我国北方室内的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水作为输送能量的介质有什么好处？生活中、各种产业中，还有没有用水来加热或散热的情况？（2）热量的计算比热容在数值上等于单位质量的某物质温度每升高1所吸收的热量。质量为m的某种物质（比热容为c）温度升高t需要吸收多少热量？小结：物体的质量为m，比热容为c，温度变化值为t，物体在温度变化过程中吸收或放出的热量Q =cmt。例：一个水壶装满质量为4 kg，温度为20 的水，要将水烧开（1标准大气压），水需要吸收多少热量？在利用Q=cmt进行计算时要注意：（1）各个物理量的单位。质量单位用千克（kg），温度单位用。（2）t是温度的变化值，既不是初温也不是末温，注意区分温度“升高到”和“升高了”。（3）物体吸热升温和放热降温的计算公式相同，注意温度的变化。（4）还可以利用公式变形计算质量：；比热容：；温度变化：。板书设计比热容一、探究物质吸热或放热规律二、比热容1.比热容：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。2.公式：c=Qm(t2-t1).3.符号：比热容用符号c表示。4.单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg)。5.比热容的应用（1）利用比热容解释自然现象。（2）热量的计算 Q=cm(t-t0) 吸热Q=cm(t0-t) 放热 c表示比热容 表示温度变化 t表示末温 t0表示初温 随堂练习1.在1大气压下，2 kg的初温为20 的水，吸收了7.0105 J的热量后，水的温度( )A.升高到100 B.升高到83.3 C.升高到103.3 D.不能确定2.下列事例中沿海地区昼夜温差小于沙漠地区；在北方严寒的冬天，用水作为传热的介质，给居民区供“暖气”；冬天户外的自来水管常有冻裂；农民伯伯为了防止植物在夜间被冻坏，傍晚时常给田里灌水；在海边，白天风常常是从海面吹向陆地；水利发电；冬天，北方地区为了防止地窖里的菜被冻坏，常常在地窖里放一桶水。不是利用水的比热容较大的是( )A. B. C. D.3.体积为12的由同种物质组成的甲、乙两物体，吸收相同的热量后，它们升高的温度之比为_，它们的比热容之比为_。4.一杯酒精用去了一半，它的( )A.质量和比热容都变为原来的一半 B.质量和比热容都不变C.质量为原来的一半，比热容不变 D.质量不变，比热容为原来的2倍5.某同学在做“研究影响物质吸热多少的因素”实验时，得到如下数据：物质实验次数质量(kg)升高的温度()吸收的热量(J)水10.0510210020.10104200煤油30.0510105040.10102100(1)分析第一次和第三次或第二次和第四次的实验数据，可以得出什么结论？(2)分析第一次和第二次或第三次和第四次的实验数据，可以得出什么结论？- 4 -