第3节 比热容
【学习目标】
1. 了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
2. 尝试用比热容说明简单的自然现象.
【活动方案】
一、提出问题
1、烈日炎炎的夏季,白天被太阳照射过的沙子与同样被太阳照射过的河水,摸上哪个更热一些?
2、傍晚太阳西落,沙子与河水比起来哪个更热一些?
3、同样的日照条件,为什么沙子与河水的温度不一样?
活动目标:通过对问题的提出,由简到难,由表观感受到深入思
考,通过学生自主学习和合作讨论得出正确的结论。对第一、二个问题的提出主要是树立学生学习的兴趣信心,对第三个问题的提出是对本节课内容的一个引出,学生要合理解释所提问的问题就要学习本节课的内容——比热容。
二、探究物质吸热性能
相同的日照条件下,河水和沙子的温度不同,是否是水和沙子的吸热能力不一样?下面我们通过实验来比较它们的吸热能力
1、学生讨论
在实验前我们先帮小明解决个问题。
以家里烧开水为例,讨论:
①在加热条件不变的情况下:水烧开的时间与水的质量有什么关系?
②在加热条件不变的情况下:一定质量的水,加热时升高的温度与加热时间的长短有什么关系?
结论:水的质量越大,温度升高的越多,吸收的热量越多。 活动目标:通过学生日常的生活积累以及讨论,使学生懂得物质吸收热量的多少与质量和温度的关系,为下面探究水和沙子的吸热性能做必要的铺垫。
2、学生探究
探究水和沙子的吸热性能
(1)制定计划与设计实验
让学生分小组讨论设计怎样的实验方案:除了水和沙子你还需要
什么器材?怎么比更公平、更科学呢?需要设置什么条件吗?要测那些物理量?
(2)交流设计的实验方案
学生交流自己设计的实验方案:取质量相等的水和沙子装入试管
中,用相同的加热器加热(相同的加热器在相同的时间内供热相等) 。使用温度计观察沙子或水升高的温度,用秒表测量加热时间。
实验数据可用下面所示的表格记录。
(3)进行实验与收集数据
可以按照自己设计的实验,也可以按照老师介绍的实验方案分小组进行实验。实验过程鼓励同学发扬团队精神,分工协作,认真测量和记录实验数据。
(4)分析论证
各实验小组根据测量的数据进行分析,比较看相同质量的两种物体,当它们升高相同的温度时,加热时间的长短是否相同,进而判断它们吸收的热量是否相同。
实验结论:质量相同的不同物体的升高相同的温度,吸收的热量是不
同的。
(5)各实验小组交流实验方法和实验结论。如出现个别小组所得出的结论与其他实验小组不同,则共同分析实验操作或实验数据分析过程中可能出现的问题。
活动目标:通过探究水和沙子的吸热性能,是本节课对比热容的
了解与掌握所做的非常必要的科学探究,是对学生合作学习的充分利用,培养学生科学探究的精神的集中体现。
三、建立概念
1、概念阐述
从实验探究我们看到:物体在温度升高时吸收的热量的多少跟物
体的质量和升高的温度有关,还跟组成物体的物质种类有关。物质的吸热性能也是物质的特性。
科学家采用更精确的实验进行测量,发现1kg 的水升高1℃吸收
4200J 的热量,1kg 砂石升高1℃吸收920J 的热量,我们可以用
4.2x103J/(kg·℃) 或0.92 x103J/(kg·℃) 可以表示这个意义。
同种物质升高1℃吸收的热量和降低1℃释放的热量都相同。物理
学中为了比较不同物质在吸、放热性能上的差异,引入了比热容这个物理量。
活动目标:对比热容作必要的解释与阐述,使学生对比热容有更
进一步的了解与掌握,为学生对比热容概念的建立做必要的补充。
2、概念的建立
学习要求:通过你对比热容的了解请你对比热容的概念进行精炼
的总结,并且参考教材明确比热容的符号、定义式、单位、读法 以及物理意义。
(1)比热容: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,叫做这种物质的比热容
(2)比热容的符号:(c )
(3)比热容的定义式:c=Q/mΔt
(4)比热容的单位:焦/(千克. ℃) [J / (kg. ℃ )]
(5)读作:焦每千克摄氏度
(6)例:C 水= 4.2x103 J/kg ·C 的物理意义即质量为lkg 的水
温度升高(或降低)1℃ 时吸收(或放出)的热量为4.2x103J 。 像密度一样,每种物质都有自己的比热容,为了应用上的方便,
科学家用实验的方法测定了一些物质的比热容,并将其列成表。
活动目标:对学生的学习要求使学生通过自主学习总结并掌握比
热容的相关内容,从而提升学生的自主学习能力。
四、应用与释疑
提问1:大家还记不记得我们在课堂刚开始的时候所提出第三个
问题当中“同样的日照条件,为什么沙子与河水的温度不一样?”现
在通过我们对比热容的学习,有哪位同学给大家做一个完整的解释? 结论:夏天,阳光照在河水上,由于水的比热容较大,即使河水吸收了许多热量,河水的温度变化却不大,而在河滩,由于砂石的比热容较小,吸收相同的热量,温度却上升很多,所以沙子与河水的温度不一样。
问题2:通过我们这节课的学习你对比热容有什么了解?
结论:比热容是反应物质自身性质的物理量,不同的物质比热容
一般不同,质量相同的不同物质当吸收或放出相同热量时,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,水的比热容较大,当环境温度变化较快的时候,水的温度变化较慢。
活动目标:通过对问题1与问题2的设置,是对本节课所学习比
热容的一个应用与释疑的过程,也是对本节课所学内容的一个总结,从而使学生对本节课所学的内容有个更深入的了解与交流。
五、检测反馈
一、填空题
1.对于同一种物质,物体吸收的热量与物体的有关,与物体升高的 有关。不同的物质,在质量相等,温度
升高相同时,吸收的热量是 的。
叫做这种物质的比热容,比热容用符号 表示,它的单位是 。比热容是物质的一种 ,每种物质都有自己的 。
砂石的比热容为0.92×10J/(kg·℃) 读作。若某个铜球的比热容为0.39×103J/(kg·℃) ,则半个铜球的比热容为____________。 2.水的比热比较大,泥土和砂石的比热_____________,在同样受热或冷却的情况下,水温变化比泥土、砂石的温度变化____________。 3.将质量初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_________。从沸水中吸热最多的是
________球,吸热最少的是________球。(已知C 铝>C 铁>C 铜)
4.下表提供的信息中,得出几个结论,你知道是那几个结论
② ③ 5.如图15-5甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛
奶、水的温度随时间变化的图像,图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是 ;,(填写I 或Ⅱ) 图中A 点的物理意义是
甲 图15-5 乙
二.选择题
1.下列说法正确的是( ).
A .一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B .吸收热量多的物质,比热容一定大
C .高温物体放出热量一定多
D .质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温
度大于水升高的温度
2.在沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱,夜抱火炉吃西瓜”的奇特
现象.而沿海地区是“气候宜人,四季如春”,这表明水对气温有显著影响,是因为( ).
A.水的透明度高,容易吸收太阳能
B.水的比热容比沙石的比热容大
C.水在蒸发时有致冷作用
D.水的对流性能好
3.下列有关比热的说法中正确的是( )
A .比热是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热
B .在释放相同热量的条件下,比热小的物体温度降低得多
C .水和冰是同一种物质构成,因此比热相同
D .将一物体分成两半,其比热也必减半
4.下列各种情况下比热会发生变化的是( )
A .一杯水倒去一半 B .水凝结成冰
C .一块铁加工成铁屑 D .15℃的水变成45℃的水
5.下列事实中,最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的
是( )
A .体积相同的两杯水温度都升高10℃,它们吸收的热量相同
B .质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃,它们吸收的热
量不相同
C .体积相等的水和煤油温度都升高10℃,它们吸收的热量不相
同
D .质量相等的水和铜温度都升高10℃,它们吸收的热量不相同
6.在各种液体中,通常用水作冷却剂,这是因为( )
A .水具有较大的密度 B .水的性质很稳定
C .水具有较大的比热 D .水的凝固点较低
7.质量相等、初温相同的水和酒精,分别用两个相同的加热器
加热(不计热量损失),加热过程中温度随时间的变化图线如图15-6
所示,关于a 、b 两种液体的鉴别结论正确的是( )
A .a 的比热大,是水 B .a 的比热大,是酒精
C .b 的比热大,是水 D .b 的比热大,是酒精
8.冬天,室内取暖的暖气,很多都采用让流动的热水慢慢地流
过散热器,其原因是( )
A.水比较便宜 B.水的密度小 C .水的比热大
D .水的沸点高
9.水的比热较大,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取暖 B .汽车发动机用循环水冷却
C .冬季,晚上向稻田里放水,以防冻坏秧苗 D .在较大的河流上建水电站,用水发电
活动目标:通过对以上小题的设置,使学生对本节课所学内容内
做出一个准确的评价,同时也能起到一个回顾复习的作用,对于老师通过对学生的检测能跟好地掌握学生学情,为下一步的查漏补缺提供必要的证据。