13.3比热容（第1课时比热容的概念） 课件-2023-2024学年人教版物理

13.3比热容（第1课时比热容的概念）1．比较不同物质的吸热能力同种物质，在升高相同的温度时，质量大的物体吸收的热量

多

⁠；质量相等的同种物质，升高温度大的物体吸收的热量

多

⁠；质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量

不同

⁠(选填“相同”或“不同”)．多

多

不同

知识梳理2．比热容(1)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，它的单位是

J/(kg·℃)

⁠，读作

焦每千克摄氏度

⁠．吸收的热量

质量

升高的温度乘积

c

J/(kg·℃)

焦每千克摄氏度

(2)水的比热容较

大

⁠，大小是

4.2×103J/(kg·℃)

⁠，物理意义是

质量为1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×103J

⁠．(3)比热容是反映物质

吸热能力大小

⁠的物理量．不同物质的比热容一般

不同

⁠(选填“相同”或“不同”)；同种物质，在不同状态时，比热容一般

不同

⁠(选填“相同”或“不同”)．大

4.2×103J/(kg·℃)

质量为1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×103J

吸热能力大小

不同

不同

⁠

探究物质的吸热能力例1

一题多设问为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．用温度计测量液体吸收热量后的温度，并用钟表记录加热时间．实验数据记录如表：物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668⁠知识点突破(1)本实验主要研究方法有：

转换法

⁠和

控制变量法

⁠．(2)本实验用到的测量工具有：

天平

⁠、

温度计

⁠、

停表

⁠．(3)本实验要控制物质的

质量

⁠和

初温

⁠相同，且使用相同的加热装置、烧杯、陶土网等．转换法

控制变量法

天平

温度计

停表

质量

初温

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668(4)实验中用相同的加热装置的目的是

保证相同的时间内放出的热量相同

⁠．(5)水和食用油吸收热量的多少是通过

加热时间

⁠反映出来的．保证相同的时间内放出的热量相同

加热时间

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668(6)研究水和食用油吸热能力的差异可以采用的方法有：方法1.控制加热时间相同，比较

不同物质升高的温度

⁠，升温快(高)的吸热能力

弱

⁠．方法2.控制

不同物质升高的温度相同

⁠，比较

加热时间

⁠，加热时间长的吸热能力

强

⁠．本次实验采用的是

方法1

⁠(选填“方法1”或“方法2”)．不同物质升高的温度

弱

不同物质升高的温度相同

加热时间

强

方法1

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668(7)分析实验数据可知：

水

⁠吸热能力强．(8)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给

水

⁠加热更长的时间，此时水吸收的热量

大于

⁠(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量．水

水

大于

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668(9)通过该实验可以得到不同的物质

吸热能力不同

⁠的结论，物质的这种特性用

比热容

⁠这个物理量来描述．吸热能力不同

比热容

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668(10)如图是某同学绘制的“吸收热量－时间”和“温度－时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是

C

⁠(选填序号)．C

⁠

比热容例2依据表格中的数据，下列说法正确的是(

D

)物质比热容c/[J·(kg·℃)-1]水4.2×103煤油2.1×103沙石约0.92×103DA．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小B．水和沙石放出相等热量，水的温度降低得较多C．水的比热容表示1kg水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×102JD．质量、温度相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多⁠1．下列说法正确的是(

A

)A．比热容是物质本身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关B．比热容跟物体吸收或放出的热量有关C．物体的质量越大，它的比热容越大D．将一杯水倒出一半后，剩下的水的比热容也变为一半A课堂练习2．水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，一杯水用掉一半后，剩下水的比热容

不变

⁠；水结冰后，内能

减小

⁠，比热容

减小

⁠．不变

减小

减小

3．如图所示，为了探究“不同物质的吸热能力”，小明取了两只相同的烧杯，且在烧杯里分别装入高度相同的水和煤油，用相同的电加热器对水和煤油进行加热．(1)本实验所需要的测量工具除了温度计，还需要

天平

⁠和

停表

⁠．(2)实验时应选取

质量

⁠(选填“质量”或“体积”)相同、初温相同的a、b两种不同液体．小明上述实验中存在的问题是

水和煤油的质量不同

⁠．(3)液体吸收热量的多少可通过

加热时间

⁠(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映．天平

停表

质量

水和煤油的质量不同

加热时间

(4)改进实验后，根据实验记录的数据在乙图中画出了它们的温度随时间变化的图象．由图乙可知水和煤油吸收相同的热量时，

煤油

⁠温度升高得多，

水

⁠的吸热本领强．煤油

水

1．关于比热容，下列说法中正确的是(

D

)A．物体的质量越大，它的比热容越大B．比热容跟物体吸收或放出的热量有关C．比热容跟物体升高或降低的温度有关D．比热容与质量、吸收或放出的热量均无关D强化训练2．下列四种情况下，物质的比热容会发生变化的是(

B

)A．一杯水倒掉一半B．冰熔化成水C．铁块压成铁板D．15℃的水加热到45℃B3．下表提供了几种物质的比热容，请你依据表格中的信息判断，下列说法中正确的是(

C

)几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)-1]水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103砂石0.92×103煤油2.1×103铝0.88×103水银0.14×103铜0.39×103CA．液体比热容都比固体的比热容大B．物质发生物态变化后，其比热容不发生变化C．质量相等的水和酒精，吸收相同的热量后，酒精升高的温度比较高D．质量为1kg的水温度升高10℃，需要吸收4.2×103J的热量4．(2022·邵阳改编)湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的(

A

)A．比热容大B．密度大C．流动性大D．质量大A5．已知冰的比热容为2.1×103J/(kg·℃)，若将2kg冰切掉一半，则剩下的冰的比热容是

2.1×103

⁠J/(kg·℃)；冰化水后它的比热容将

变大

⁠(选填“变大”“变小”或“不变”)．2.1×103

变大

6．在“探究物质的吸热能力”实验活动中，有以下实验器材：两个规格相同的电加热器、两个相同的烧杯、两支温度计、停表、铁架台、适量的水和食用油．物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.210430.1204食用油40.110150.2102(1)因无法直接测量水和食用油吸收的热量，小明选择两个规格相同的电加热器进行加热，通过比较

加热时间的长短

⁠(选填“升高的温度”或“加热时间的长短”)，来间接地比较物质吸收热量的多少，这里用到的物理研究方法是

转换法

⁠．加热时间的长短

转换法

物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.210430.1204食用油40.110150.2102(2)在探究不同物质的吸热情况时，为了科学地比较水和食用油的吸热能力，小明选择如下方法：用相同规格的电加热器加热

质量

⁠相同的水和食用油，使它们

升高相同的温度

⁠，比较它们吸收热量的多少，这里运用的物理研究方法是

控制变量法

⁠．质量

升高相同的温度

控制变量法

物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.210430.1204食用油40.110150.2102(3)在设计实验时，发现还缺少一样测量仪器，该测量仪器是

天平

⁠．补全器材后进行实验，记录的数据为下表中前三次实验数据，分析第1、2次实验数据可知，同种物质升高相同温度时，吸收的热量与物质的

质量

⁠有关；分析第1、3次实验数据可知，同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量

不同

⁠．天平

质量

不同

物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.210430.1204食用油40.110150.2102(4)分析第1、4次或第2、5次实验数据可知：质量

相同

⁠的水和食用油升高相同的温度，水吸收的热量

大于

⁠(选填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量，

水

⁠的吸热能力强．(5)物理学中引入

比热容

⁠来表示不同物质在这种性质上的差异．相同

大于

水

比热容

物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.210430.1204食用油40.110150.2102⁠7．如图所示为某物质熔化时，温度随加热时间变化的图象，下列从图中得到的信息中错误的是(

C

)A．该物质在B、C两点时温度相同，内能不同B．该物质的不同状态，其比热容是不同的C．该物质在AB段的比热容比在CD段的大D．该物质在AB段的比热容比在CD段的小C8．将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡上．经过一定时间后，石蜡不再熔化，观察到的现象如图所示．则三块金属放出的热量

不同

⁠(选填“相同”或“不同”)，三块金属中比热容最大的是

丙

⁠．不同

丙

9．将质量和初温均相同的铝球和铁球(c铝＞c铁)浸没在沸水中煮足够长时间，则最终铝球的温度

等于

⁠铁球的温度；铝球从沸水中吸收的热量

大于

⁠铁球从沸水中吸收的热量(前两空选填“大于”“小于”或“等于”)．取出后，放置在空气中，放出相同热量后互相接触，

铝

⁠球把热量传递给

铁

⁠球．等于

大于

铝

铁

10．(2022·岳阳)图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置．(1)两支试管里水和煤油的质量

相同

⁠(选填“相同”或“不同”)；(2)相同时间内，水吸收的热量

等于

⁠(选填“大于”“等于”或“小于”)煤油吸收的热量；(3)由图乙可知，

水

⁠的吸热能力更强．相同

等于

水

1．比热容的应用(1)水的比热容大，升高(或降低)相同的温度，吸热(或放热)

多

⁠，所以发动机用水冷却、暖气用水作媒介．(2)水的比热容大，吸收或放出相同热量，温度变化

小

⁠，可调节温度，所以海边的昼夜温差比沙漠中的小．多

小

知识梳理2．热量的计算吸热公式：Q吸＝

cm(t－t0)

⁠；放热公式：Q放＝

cm(t0－t)

⁠．热平衡：在热传递过程中，最终两物体温度会相等，这就是热平衡状态．在不计热量损失时，物体放出的热量Q放

等于

⁠(选填“大于”“小于”或“等于”)另一物体吸收的热量Q吸．cm(t－t0)

cm(t0－t)

等于

例1

一题多设问下列事例与“水的比热容大”有关的是

ABDEHI

⁠．A．生物体内水的比例很高，免受温度骤变损害B．北方冬天室内“暖气”用水作为介质取暖C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温

D．汽车发动机用水作冷却液E．沿海地区昼夜温差比内陆地区小

F．在较大的河流上建水电站，用水发电G.夏天在地上洒水会感到凉快

H.晚上向秧田里放水，以防冻坏秧苗I.海滨城市昼夜温差变化小，适于居住

J．寒冷的冬天，在菜窖放盆水防止蔬菜冻坏ABDEHI

⁠

比热容的应用知识点突破⁠

热量的计算例2一个铝壶质量为1.5kg，内装温度为20℃、质量为2kg的水，现将这壶水放在1标准大气压下烧开，需要多少热量？[不计向空气中散失的热量，已知c铝＝0.88×103J/(kg·℃)，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解：在1标准大气压下，水的沸点是100℃，则水和壶的末温是t＝100℃水吸收的热量Q水吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)＝6.72×105J铝壶吸收的热量Q铝吸＝c铝m铝(t－t0)＝0.88×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃－20℃)＝1.056×105J烧开这壶水需要吸收的热量Q吸＝Q水吸＋Q铝吸＝6.72×105J＋1.056×105J＝7.776×105J.答：需要7.776×105J热量．例3如图所示是某太阳能热水器，该太阳能热水器的采光面积是2.1m2.若中山市每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算．(1)一天太阳能热水器接收到的太阳能是

5.04×107

⁠J．(2)热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，一天内水吸收的热量为

2.52×107

⁠J.(3)该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到

60

⁠℃.5.04×107

2.52×107

60

[解析](1)太阳能热水器吸收的太阳能Q＝3×106J/(m2·h)×2.1m2×8h＝5.04×107J(2)一天内水吸收的热量Q吸＝50%Q＝50%×5.04×107J＝2.52×107J

例4标准大气压下，质量为0.5kg、温度为70℃的水吸收8.4×104J的热量后，水的温度升高了

30

⁠℃，水的末温是

100

⁠℃.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]30

100

练习用两个相同的电加热器同时给质量都为500g，初温都为20℃的水和另一种液体加热，两种液体的温度随时间变化的图象如图所示．求：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](1)在90min的加热过程中，水吸收的热量为多少焦耳？解：(1)由图象可知，加热90min后水的末温为50℃，则该过程水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×500×10-3kg×(50℃－20℃)＝6.3×104J答：(1)水吸收的热量为6.3×104J；(2)另一种液体的比热容为多少？

答：(2)另一种液体的比热容为1.8×103J/(kg·℃)．⁠1．沿海地区昼夜温差较小，而内陆的戈壁地区的昼夜温差较大，在新疆某地出现“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象．这主要是因为(

B

)A．海水的密度小，沙石的密度大B．海水的比热容大，沙石的比热容小C．海水的内能多，沙石的内能少D．海水吸收的热量少，沙石吸收的热量多B课堂练习2．生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的

比热容

⁠大，所以在相同条件下水能带走较多的

热量

⁠，冷却效果好．在一个标准大气压下，1kg初温是20℃的水吸收了3.78×105J的热量，内能

增大

⁠(选填“增大”“减小”或“不变”)，水的温度升高了

80

⁠℃.比热容

热量

增大

80

3．为了测定铅的比热容，把质量为200g的铅块加热到100℃，再投入到80g的10℃的水中，混合后水的温度为18℃.若不计热损失，求：(1)水吸收的热量；解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0水)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.08kg×(18℃－10℃)＝2.688×103J答：(1)水吸收的热量为2.688×103J；(2)铅的比热容．(保留一位小数)

答：(2)铅的比热容为163.9J/(kg·℃)．1．下列事例中，应用水的比热容较大这一性质的是(

C

)A．用水给餐具消毒B．夏天给教室洒水，感觉凉爽C．用水来冷却汽车的发动机D．用水雾来形成彩虹C强化练习2．新情景设置课后延时服务推出后，在学校用餐的师生增加了．如图是值日老师往保温饭盒下层注入热水，温热上层不锈钢餐盘内的饭菜．用热水温热饭菜是因为水的(

D

)A．凝固点低B．沸点高C．密度小D．比热容大D

A．若物质吸收的热量增大一倍，则物质的比热容增大一倍C．若物质加热前后的温度差增大一倍，则物质的比热容增大为原来的2倍D．无论物质的质量有多大，该物质的比热容都不变D4．夏天在海边玩耍，感觉沙子烫脚而海水却是凉的，这是因为在同样的太阳光照射条件下，沙子与海水吸收的热量

相同

⁠(选填“相同”或“不同”)，沙子的比热容比海水的

小

⁠(选填“大”或“小”)，

沙子

⁠的温度升高得更多．到了晚上，

水

⁠的温度更高，这是因为放出相同的热量，比热容大的物体温度降低得

少

⁠(选填“多”或“少”)．相同

小

沙子

水

少

5．如图是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线，请判断内陆城市一年气温变化所对应的曲线是

B

⁠(选填“A”或“B”)，这是由于内陆沙石多，沙石的比热容

小于

⁠水的比热容，吸收相同热量的情况下，沙石的温度变化较

大

⁠.B

小于

大

6．在完全隔热的装置内，用同一热源给200g水和200g油分别加热，其温度随加热时间变化的关系如图所示，则水每分钟吸热

2100

⁠J，油每分钟吸热

2100

⁠J，油的比热容是

2.1×103

⁠J/(kg·℃)．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]2100

2100

2.1×103

7．用电水壶烧水是用

热传递

⁠的方式改变了水的内能；如果将壶内20℃的水烧开，水吸收的热量是5.04×105J，那么壶内水的质量是

1.5

⁠kg.[当时气压为标准大气压，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]热传递

1.5

8．如图甲所示小明将质量为250g、初温为90℃的牛奶放入质量为500g、初温为20℃的水中进行冷却，同时，他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况，并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线．忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响，c水＝4.2×103J/(kg·℃).求：(1)水、牛奶达到的相同温度为

40

⁠℃；[提示]热传递的条件是有温度差，最后热平衡时两者