12.2 《科学探究物质的比热容》学案（沪科版九年级）doc--初中物理 .doc

永久免费在线组卷 课件教案下载 无需注册和点数第二节 科学探究：物质的比热容 学案学习目标1. 了解比热容概念。2. 会查比热容表。能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。3. 能计算有关物质比热容、温度变化或吸放热等简单问题。4. 能经历科学探究物质比热容的过程。5 根据科学探究的猜想与假设 , 制定探究计划 , 设计实验方案。有控制变量的意识。 5、 会根据设计的实验方案选择、装配实验器材 , 完成探究实验。7. 能积极与他人交流探究结论 , 能对数据进行初步评价。学法指导本节的习题大多是以比较比热容的大小、热量的计算为主 .在解这类习题时,常用的方法有比例法、图象法、讨论法等.比例法主要用来解决比值方面的问题,也可以用来求解有关物理量的大小,运用比例法解题时.首先要明确已知的物理量有那 些 , 具体的比值是多少 , 所求的物理量跟已知条件存在何种关系 , 然后应用公式和已 知条件求出结果,通过图象来反映某一物理量的特征,是物理学中常用的研究问题的方法,分析图象的关键是正确理解每段图象的物理意义.讨论法: 由于题中包含一些不确定的因素, 所以具体答案也不确定 .条件不同则答案不同 .在运用讨论时应充分考虑不确定因素,不可漏掉,应从多方面考虑 .释疑解难1. 比热容(l) 我们之所以能从众多的物质中把各种不同的物质区分出来 , 是因为每种物 质都有自己的特性 .如颜色、气味、密度等 .而比热的概念就反映了不同物质的热学性质 .对于质量相同的不同物质, 即使升高相同的温度,所吸收的热量也不相同; 对同一 种物质来说,物体吸收或放出的热量与物体的质量和温度的变化量有关 .所以我们要比较不同物质的吸放热能力,应取相同的质量,并使其变化相同的温度,比较吸收或放出的热量 .为简便起见,相同的质量取单位质量,变化相同的温度取变化单位温度,再看吸收或放出的热量,这便得到了比热的概念.所以比热是物质的特性之一 , 它只由物质本身决定 .(2) 根据公式 Q =cmt变形 .可得到c= Q/mt，这里需要注意的是这个公式是利用Q 、m和t求物质比热 .但不能认为物质的比热与 Q 成正比,与 m 和t成反比 .因比热是物质的一种特性 , 它不随外界条件的变化而变化,只与物质的种类和物质的状态有关，可以用来鉴别物质,不同物质的比热不同,同种物质在同种状态下比热是相同的。比热跟物体的质量、温度变化量和吸热( 或放热 )的多少无关 .但物质的状态变 化时比热将随之变化 .(3) 对于质量相同的不同物质.吸收或放出相同的热量时.比热大的物质温度变化小。··一··一 -一 -(4) 水的比热容较大 , 这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要意义,主要表现在两个方面 .一方面,由于水的比热容较大,那么一定质量的水升高 ( 或降低 )一定的温度,吸收( 或放出 )的热量较多 , 这使我们有利于用水作冷却剂或取暖。作冷却剂时,是让水吸收带走更多的热量;用来取暖时,是让水放出更多的热量提供给人们.另一方面,由于水的比热容较大,一定质量的水吸收( 或放出 ) 较多的热量而自身的 温度却改变不多,这一点有利于调节气候,夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热 , 所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温不是降得太低,所以住在海边的人又不觉得特别冷.2、关于热量的计算(l) 热盘的计算公式实际上是根据比热的定义导出的,所以只有真正理解了比热的含义,才能真正理解吸热公式.对于Q吸=cm(t-t0)和Q放=cm(to-t), 可以用一个公式表示,即Q =cmt。 式中t表示温度的变化量, 如果物体吸热,t就等于末温度减初温度,表示升高的温度 ; 如果物体放热 ,t就等于初前度减末温度 , 表示降低的温度。t 总是等于较高的温度减较低的温度.不取负值。如果被减温度是负值(即零下摄氏度 ), 运算时要带负号 .例如 : 一冰块从 -4 降到 -lO , 则降低的温度是t=-4 -(-10 )=-4 +10 =6 .(2) 计算公式只适用于无状态变化时升温 ( 或降温 ) 过程中的吸收( 或放出 ) 的热 量 .在解题时 , 要注意习题文字中的温度 " 升高 "" 升高到 "" 升高了 "" 降低 "" 降低到 " " 降低了 " 等不同的说法 , 要正确辨别 .(3) 两个温度不同的物体放在一起时 , 高温物体将放出热量.温度降低 ; 低温物体 ，将吸收热量 , 温度升高 ; 最后两物体温度相同 , 称为达到热平衡 .在热传递过程中若低温物体吸收的热量为Q吸。如高温物体放出的热血为 Q放, 如果没有热量损失,则 Q吸=Q放 , 利用这个关系可以求出物质的比热容或物体的质 量或物体的温度。自我检测1、水的比热是 4.2 × l03J/(kg · ),它表明 l kg 的水温度升高1 , 需吸收 J的热量 .0.5 千克水的比热是 J/(kg · ), 在标准大气压下 ,100g35 有水吸收了 2.94 × 104J 的热量 , 水温可升高 .2、如图072所示的图线是表示甲、乙两个质量相同的物体,吸收热量后, 温度变升高的情况,图中横坐标表示 物体的温度变化 , 纵坐标表示物体吸收的热量 , 对于甲、乙 两种物体的比热容 , 下列说法中正确的是( )A. 甲的比热容大B. 乙的比热容大 C. 甲和乙的比热容一样大 D. 条件不足 , 无法判断3、" 早穿皮袄午穿纱 , 守着火炉吃西瓜 " 是对沙漠气候的生动描写 , 当太阳照射到 沙漠上时 , 沙石的温度会迅速升高,而太阳落山后砂石的温度会马上下降 , 而在沿海地区昼夜的温差变化不大 , 这是为什么呢 ? 内陆地区冬季比沿海地区寒冷,而夏季又比沿海地区炎热 , 这又是为什么呢 ?参考答案：1.4.2103; 4.2103;35 2.B 3.沙石的比热容小，吸收（或放出）相同的热量，温度变化较大；沿海地区多水，而水的比热容较大，吸收（或放出）相同的热量，温度变化较小。课外空间1、“人造火山”城市热岛在人口高度密集、工业集中的城市区域 , 由于人类活动排放的大量热量与其他自然条件的共同作用致使城区气温普遍高于周围效区的气温,人们把这种现象称为 " 人造火山 " 高温的城市处于低温郊区的包围中 ，如同举洋大海中的一个个 小岛，因此也 称为 " 城市热岛 " 现象。城市热岛现象早在十八世纪初首先在英国的伦敦发现。此后 , 随着世界各地城市的发展和人口的稠密化 , 热岛效应变得日益突出 .如图073所示.气温资料 :2003 年夏天,中国南方的高温闷热天气已经持续了40多天而且7月下旬至 8 月上旬,很多地方频频刷新当地气象记录,实属罕见 .武汉:40 , 从 7 月 25 日至 8 月 3 日连续 9 天超过 40 ,打破了1907 年以来的历史记录。长沙 : 41 ,8月3日创下 50 多年最高温记录。福州 :41 ,7 月 26 日创下 120多年来的最高记录。杭州 :40.3 ,8 月 1 日出现历史最高温,再次刷新 7 月 26 日的 40 最高记录;上海 :39.6 。8 月2日和7 月 25 日创近 60 年来高温记录, 且首次预报 8 月 2 日最高温度为 40 。城市热岛效应主要是由 以下几种因素综合形成：(1) 城市建筑物材料和铺砌水泥地面材料的比热容小 , 吸收太阳的辐射后,升温快 .(2) 人口高度密集;工业集中大 量人为热量喷发。(3) 高耸入云的建筑物使地表风速小且通风不良 .(4) 人类活动释放的废气排人大气,改变了城市上空的大气组成,含有大量废气的大气，夜间会减少城区地表热量向外辐射, 减少了热量散失,起到保温的作用 .城市要减弱热岛效应，在规划和设计上应考虑：（1） 要开发和保护好城区的绿地、水体面积。（2） 在城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。-·一(3) 加强城市通风(4) 减少人为的热释放,尽量将民用煤改变为液化气、天然气,集中供热也是根本对策。2、水的比热的特点及其物理意义·水的比热特点就是比热较大。这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要意义，主要表现在两个方面 : 一方面 , 由于水的比热较大 , 那么一定质量的水升高 ( 或降 低 ) 一定的温度吸收 ( 或放出 ) 的热量较多 , 这使我们有利于用水作冷却剂或取暖 . 作冷却剂时 , 是让水吸收带走更多的热量 ; 用来取暖时 , 是让水放出更多的热量提 供给人们 .另一方面 , 由于水的比热较大 , 一定质量的水吸收 ( 或放出 ) 较多的热量 而自身的温度却改变不多 , 这一点有利于调节气候 .夏天 , 太阳晒到海面上 , 海水的 温度升高过程中吸收大量的热 , 所以人们住在海边并不觉得特别热 ; 冬天 , 气温低 Z , 海水由于温度降低而放出大量的热 , 使沿海气温不至降得太低 , 所以住在海边 的人又不觉得特别冷.3.热量的计算公式（1） 吸热公式 :Q吸=cm(t-to)式中 C 表示物质的比热 ,m 表示物质的质量 ,to 表示物体原来的初温 ,t 表示吸热后的终温 ,“t- to”表示温度的升高,有时可用t=t-to 表示, 此时吸热公式可 写成 :Q 吸 =cmt 。（2）放热公式 :Q放=cm(to-t)式中 cm 、 to、t 的含义不变 ,"to-t" 表示温度的降低 , 有时可用t =to-t 表示。此时放热公式可写成 Q 放 =cmt。 （3） 热量计算的一般式 :Q= cmt 。t 表示温度的变化 .可见 , 物体吸收或放出热量的多少由物体质量、物质比热和物体温度的变化量这三个量的乘积决定 , 跟物体的温度的高低无关 .（4）Q吸与 Q放公式中各物理量的单位:比热 C 的单位是 J/(kg · ), 质量 m 的单位是千克 , 温度 (t 或 to 或t) 的单位是 ( 摄氏度 ), 热量 Q 的单位是焦耳 , 计算时要注意单位的统一 .4、热平衡关系式 :Q 吸=Q放两个温度不同的物体放在一起时,高温物体将放出热量, 温度降低; 低温物体吸收热量,温度升高; 最后两物体温度相同, 称为达到热平衡 .在热传递的过程中, 若低温物体吸收的热量为 Q 吸,高温物体放出热量为 Q放 ,若无热量损失, 即高温物体放出的热量全部被低温物体吸收, 则Q吸 =Q放，利用这个关 系可以求出物质的比热或物体的质量或物体的温度 .在解答此类习题时,一定要分析哪些物体吸收了热量, 哪些物体放出了热量,是否有热量的损失,若无热量损失 就可利用 Q 吸 =Q 放建立方程求解 ; 若有热量损失,则有 Q 放 Q 吸. 由上面的分析可知 , 温度差的存在是热传递发生的条件 , 热传递的过程中,传递的是热量 , 而不是温度 .在利用热量公式进行计算时 , 需要注意以下四点 :(1) 正确理解式中各量的物理意义 .(2) 同一公式中各物理量的单位务必统一到国际单位中来 .(3) 公式适用于物态不发生变化时物体升温 ( 或降温 ) 过程中吸热 ( 放热 ) 的计 算·如果过程中存在着物态变化,不能使用这几个公式 .例如冰熔化为水需吸热,此时冰的温度 ( 或冰水混合物的温度 )没有变化,但需要从外界吸收热量.(4) 注意文字叙述中升高 t , 升高了 t , 降低 t 、降低了t对应的是温度 的改变量 .而升高到t、降低到t,对应的是物体的末温 t.2. 几种发动机原理简介 蒸汽轮机利用锅炉产生的高温、高压蒸汽从喷嘴中高速喷出 , 冲击叶轮 , 使叶轮与机轴一同旋转。蒸汽轮机的输出功率很大 , 大型的蒸汽轮机输出功率可达几十万千瓦。燃气轮机基本原理与蒸汽轮机相似 , 但工质不是蒸汽 , 而是燃料燃烧后生成的烟气。 中国民间工艺品 " 走马灯 " 即是一种原始简单的燃气轮机 , 早在 800 年前就已在我国出现。 燃气轮机不仅输出功率大 ( 可达十几万千瓦 ), 而且效率高 , 可达 50%60% 。空气愤气发动机燃料在发动机的燃烧室内燃烧 , 生成的烟气从喷口高速喷出 , 根据反冲原理 , 发动机身将向反方向运动。火箭发动机其结构与原理和喷气发动机相似。区别是空气喷气发动机燃料燃烧时的 氧化剂 ( 氧气 ) 取自空气 , 因此空气喷气发动机只能在大气层内工作 , 主要用在飞机上 ; 火箭 发动机则自带氧化剂 , 燃料燃烧时不依赖于空气 , 因此可在大气层外工作 , 是发射人造卫星 和宇宙飞船的动力源。中国在节日放的 " 起花 " 也即是火箭的原型 , 中国是火箭的故乡。3、内燃机的工作过程表进气门开关排气门开关活塞的运动曲轴的运动能量的转化吸气冲程开关向下半周压缩冲程关关向上半周机械能内能做功冲程关关向下半周内能机械能排气冲程关开向上半周(1)每个工作循环飞轮转两阁,完成1个做功冲程联系(2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消挺机械能(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础(4)依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程 永久免费在线组卷 课件教案下载 无需注册和点数