第十二章　内能与热机《科学探究：物质的比热容》

　第十二章　内能与热机

第二节　科学探究：物质的比热容

 

赶场初中　　邓奠龙

 

【教学目标】

知识与技能：

1、理解比热容的概念，知道比热容；

2、尝试用比热容解释简单的自然现象；

3、能根据比热容进行简单的热量计算。

过程与方法：

      根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，在此过程中有控制变量的意识。

情感态度与价值观：

　　  在科学探究中能积极与他人交流探究结论，能对数据进行初步评价。

【教学重点】

1、探究物质比热容；

2、物体温度改变时吸收或放出热量的计算公式Q=cm∆t。

【教学难点】

1、制定探究物质比热容的实验计划，设计实验、分析、评估实验结果；

2、对比热容概念的理解和简单应用。

【教学准备】

1、组织学生复习热量的概念、预习本节内容；

2、准备好所需器材：（每实验小组）烧杯2只、温度计2支、搅拌器2个、电加热器2副、盖板2块、水、煤油、停钟（或记时秒表）1块。

【教学方法】

实验探究法、讲授法

【教学过程】

一、复习引入

　      1、什么叫热量？1千克的水温度升高1℃需吸收多少热量？

　      2、将一壶水烧开与烧开半壶水相比，谁要的时间长？谁吸收的热量多？

        3、将一壶水烧成开水与将一壶水烧成温水相比，谁的时间长？谁吸收的热量多？

        由此可见，水在升高温度时吸收的热量和水的质量有关，也和温度升高的程度有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量也就越多。

        将相同质量的水和煤油升高相同的温度，需要的热量一样多吗？

        要解决这个问题，就得学习物质的比热容。

二、探究物质的比热容

（一）实验探究：物质的比热容

1、猜想：

将相同质量的水和煤油加热，使它们升高相同的温度，需要的热量谁多？

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）

引导学生讨论、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）

引导学生设计实验记录表格：

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/min

3、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。

4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。

5、评估

 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。

（二）比热容

通过实验知道，不同物质吸热能力不同，如何描述这一不同需要引入物理量——比热容。

     引导学生归纳，得出比热容的概念：

     不同物质质量相同：单位质量       升高温度相同：1℃

1、概念：

单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量。（板书）。

     （学习单位，强调书写与读法）

     2、观察比热容表（P29），了解常见物质比热容。

     学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现：

     （1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同；（对比密度是物质的特性，一桶水的密度、比热容与一碗水的密度、比热容相同）

     （2）同种物质状态不同时比热容不同；

     （3）液体的比热容一般比固体的比热容大；

     （4）一般情况下，水的比热容最大。

     3、比热容的物理意义：

     水的比热容为4.2×10³J/（Kg∙℃）表示：1千克的水温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×10³J。

（三）比热容的应用

比热容表征物质吸热（或放热）的本领，比热容越大，其吸热（或放热）的本领越强。质量相同的不同物质，温度变化相同时，比热容大的吸收（或放出）的热量越多。

让学生思考交流：

     （1）冬天，暖气管道中用热水取暖；用水给发动机冷却，为什么？

 （2）沙漠地区昼夜温差大，为什么？

反馈练习A：

a.____________的某种物质，温度升高（或降低）______，所吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容。比热容的单位是________，符号是____________。

b.质量相同的水和鹅卵石吸收相同的热量后，升高的温度________（填“相同”、“不同”、“无法确定”）；若升高相同的温度，吸收的热量________（填“相同”、“不同”、“无法确定”）。

三、热量的计算

1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×10³J的热量，那么1千克的水温度升高2℃要吸收多少热量？

1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×10³J的热量，那么2千克的水温度升高1℃要吸收多少热量？

1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×10³J的热量，那么2千克的水温度升高2℃要吸收多少热量？

让学生讨论，说出计算方法。从而总结出热量的计算公式

Q＝cm∆t

      Q：物体温度变化时吸收或放出的热量    单位为J

      c：物质比热容                         单位为J/（Kg∙℃）

      m：物体质量                           单位为Kg

      ∆t：温度的变化值，温度升高时为t_1- t₂；温度降低时为t_1- t₁

      即：

Q_吸＝cm（t_1- t₂）          Q_放＝cm（t_2- t₁）

例：铝的比热容是0.88×10³J/（Kg∙℃），把质量为2Kg，温度为30℃的铝加热到100℃，铝吸收的热量是多少？

对照教材例题，找出c、m、初温t₂、末温t₁，利用公式Q_吸＝cm（t_1- t₂）进行计算。

四、课堂练习

1．砂石的比热是0.92×10³J/（Kg∙℃），它表示的意义是___________________。

2．一般的温度计用水银作为测温物质，是因为水银的比热容___,当温度变化时需要吸收和放出的热量______，这样对被测物体的温度影响小，并且水银的热膨胀性能强，温度改变时，体积变化大，容易观察。

3．状态一定的物质的比热容（        ）

A．跟它吸收的热量成正比

B．跟它的质量成反比

C．跟它的温度变化成反比

D．这是物质的一种属性，大小与上述因素无关

五、小结

1．比热容的定义

2．比热容是物质的特性之一

3．比热容的计算公式：Q＝cm∆t

   其中：Q_吸＝cm（t_1- t₂）          Q_放＝cm（t_2- t₁）

【板书设计】

第二节  科学探究：物质的比热容

同一种物质升高相同的温度，质量大的吸收的热量多；

相同质量的同种物质，温度升的越高吸收的热量越多；

 

1．比热容

（1）概念

（2）符号及单位

（3）比热容是物质的一种特性

（4）比热容的物理意义

（5）比热容的应用

 

2．比热容的计算

公式：Q＝cm∆t

   Q：物体温度变化时吸收或放出的热量   单位为J

   c：物质比热容  单位为J/（Kg∙℃）

   m：物体质量   单位为Kg

∆t：温度的变化值  单位为℃

即：

Q_吸＝cm（t_1- t₂）

Q_放＝cm（t_2- t₁）

初温t₁        末温 t₂