《比热容》导学案-2023-2024学年科学华东师大版2012VIP

《比热容》导学案第一课时导学目标：1.了解比热容的概念和计算方法；2.掌握比热容的影响因素和测量方法；3.能够应用比热容的知识解决相关问题。导学内容：一、比热容的概念比热容是物质单位质量在单位温度下的热容量，通常用符号C表示。其物理量单位为焦耳/千克·摄氏度（J/kg·°C）或焦耳/克·摄氏度（J/g·°C）。二、比热容的计算方法1.定压比热容Cp：当压强不变时，热量增加单位温度的变化量，可用热容量除以质量得到，即Cp=Q/mΔT。2.定容比热容Cv：当体积不变时，热量增加单位温度的变化量，也可用热容量除以质量得到，即Cv=Q/mΔT。3.比热容关系式：Cp-Cv=R，其中R为气体常数。三、比热容的影响因素1.物质种类：不同物质的比热容不同，金属通常比非金属大。2.温度变化：一般情况下，比热容会随着温度的升高而增大。3.压强变化：高压条件下，气体的比热容会有所变化。四、比热容的测量方法1.混合法：利用热平衡原理，通过热量传递在不同温度下混合物质，测定其比热容。2.电功率法：通过在物质上加热，测量加热功率和温度变化，计算比热容。3.热容量计法：利用热容量计测定物质的比热容，通过比较输入和输出热量计算。五、比热容的应用1.热工业方面：控制物质的比热容可提高生产效率，减少能源浪费。2.天文学领域：通过比热容的测量可以了解天体内部物质的性质和状态。3.实际生活中：了解物质的比热容有助于合理安排使用热量。导学任务：1.阅读相关教材，了解比热容的定义和计算方法；2.尝试计算一些常见物质的比热容；3.思考比热容如何影响物质的性质和应用；4.比热容的测量方法和应用实践中是否存在哪些问题，如何解决？拓展学习：1.研究不同物质的比热容对热学性质的影响；2.了解比热容在工程领域的具体应用和案例；3.探索新型比热容测量方法和技术的发展趋势。总结点评：比热容是热力学中重要的物理量，其理解和应用对于优化热能利用和提高生产效率具有重要意义。通过本次导学，相信大家对比热容有了更深入的了解，也能应用所学知识解决实际问题。希望大家在日常学习和生活中能够继续关注并深化对比热容的学习和研究。第二课时导学目标：通过本节课学习，学生能够理解比热容的概念、计算方法和应用，掌握相关计算技巧，并能够运用所学知识解决实际问题。一、概念理解1.1什么是比热容？比热容是物质单位质量在单位温度变化下吸收或释放的热量，通常用符号c表示，其单位是J/(kg·℃)。1.2比热容和热容量有何区别？比热容是单位质量物质在单位温度变化时吸收或释放的热量，而热容量是整个物体在单位温度变化时吸收或释放的热量。1.3为什么不同物质的比热容不同？不同物质的分子结构、化学成分和相互作用方式不同，因此其比热容也不同。二、计算方法2.1求物质的比热容公式Q=mcΔT其中，Q表示吸收或释放的热量，m表示物质的质量，c表示比热容，ΔT表示温度变化量。2.2求混合物的比热容公式Q=∑(miciΔTi)其中，m表示各组分的质量，c表示各组分的比热容，ΔT表示温度变化量。2.3求比热容的实验方法利用热量计或热平衡原理，测量物质在不同温度下吸收或释放的热量，从而求得比热容。三、应用实例3.1一个质量为1kg的铁块从20℃升温到40℃，求铁的比热容。解：Q=mcΔTQ=1kg×c×20℃Q=20c20c=mcΔTc=20/20=1J/(kg·℃)3.2一个由水和冰混合而成的体系，质量分别为1kg和0.5kg，在0℃下加热至10℃，求混合物的比热容。解：Q=∑(miciΔTi)Q=(1kg×4200J/(kg·℃)×10℃)+(0.5kg×2100J/(kg·℃)×10℃)Q=42000J+10500J=52500J52500J=∑(miciΔTi)c=(52500J)/(1kg×10℃+0.5kg×10℃)c=3500J/(kg·℃