比熱容 人教版九年級物理 知識精細梳理與培優(yōu)拓展提升

比熱容【學習目標】1.了解比熱容的概念，知道比熱容是物體的一種性質；2.通過比較不同物質吸熱能力實驗，體會控制變量法的應用，了解轉換法思想的應用；3.會用比熱容的概念解釋生活中與比熱容有關的一些現象，感受物理知識與生活的密切聯系；4.會進行簡單的吸熱、放熱的計算?！局R導圖】【基礎知識】知識點一、比較不同物質吸熱能力1.探究不同物質吸熱能力【實驗目的】探究不同物體的吸熱能力?！緦嶒炂鞑摹肯嗤蔫F臺架、酒精燈、石棉網、燒杯、溫度計、攪拌器兩套，火柴、秒表、水和另一種液體（如煤油）?！緦嶒灢襟E】一、按圖組裝器材。二、取質量相同的水和煤油（60g），常溫下待溫度穩(wěn)定后（控制兩種液體初溫相同），測出兩種液體的溫度，并計入表格。三、點燃酒精燈，同時給水和煤油加熱，加熱時間為5分鐘，測量此時兩種液體溫度并計入表格。四、實驗表格（參考數據）物質種類質量/g初溫/°C末溫/°C溫升/°C加熱時間（min）水602040205煤油602056365…五、整理器材?！緦嶒灲Y論】質量相同的水和另一種液體（如煤油），吸收相同的熱量，煤油的溫度升高較大。2.考查內容考查方向解答思路兩套裝置相同目的在相同時間內，液體吸收熱量相同控制兩種裝置相同的量保證實驗結論可靠性，酒精燈火焰大小、液體質量和初溫實驗方法控制變量法兩種液體吸收熱量能力是通過什么反映的溫度升高值實驗中不停攪拌液體的目的液體上下溫度均勻如果要使水和煤油的最后溫度相同如何操作給水繼續(xù)加熱溫升相同那種液體吸收熱量多水哪種液體的吸熱能力強水表示不同物質吸熱能力的物理量比熱容吸收熱量計算利用比熱容公式進行計算安裝順序自下而上在探究“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，實驗裝置如圖所示。加熱時間/min01234甲的溫度/℃3034384246乙的溫度/℃1018263442(1)實驗中應量取______相等的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的燒杯中；用相同的電加熱器加熱，吸熱多少可以通過______來反映（選填“溫度計示數”或“加熱時間”），當它們吸收相同熱量時，通過比較______來判斷吸熱能力的強弱；(2)通過實驗，記錄數據如表格所示。從開始加熱到42℃，甲、乙兩種液體吸收熱量的關系為Q甲______Q乙（選填“大于”或“小于”或“等于”）；(3)分析實驗數據可知______物質的吸熱能力強。知識點二、比熱容1.定義一定質量的某種物質在溫度升高時，吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比叫做這種物質的比熱容，用符號c表示。2.定義式：。3.單位：焦耳每千克攝氏度，符號是：J/（kg·℃），比熱容單位是由質量、溫度和熱量組成的組合單位。4.物理意義：水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。5.一些常見物質的比熱容6.對比熱容的理解（1）一定質量的某種物質在溫度升高時，吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比叫做這種物質的比熱容，用符號c表示。比熱容是物質的特性之一，所以某種物質的比熱容不會因為物質吸收或放出熱量的多少而改變，也不會因為質量的多少或溫度變化的多少而改變。也就是說，比熱容的大小只與物質的種類及其狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)）有關，與物質的質量、溫度的變化無關。在國際單位制中，比熱容的單位是：焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)。（2）比熱容的大小與物質的種類和物質的狀態(tài)有關。不同物質的比熱容一般不同。同種物質在同一狀態(tài)下，比熱是一個不變的定值。如果物質的狀態(tài)改變了，比熱容的大小隨之改變，如水變成冰。（3）水的比熱容較大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區(qū)比內陸地區(qū)溫度升高的慢，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化小，內陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中，夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。7.比熱容的應用（1）與質量相同的其他物質相比，水的比熱容在常見的物質中是比較大的。動物體中70%左右是水，例如黃牛。與質量相同的其他物質相比，水吸收(或放出)相同的熱量，升高(或降低)的溫度相對較小。體型較大的溫血動物體內水分多，對維持自身的體溫有優(yōu)勢。（2）水是生命之源，人的生活離不開水，冬天人們用熱水流過散熱器來取暖，用熱水的好處是由于相同質量的水和其他物質相比，降低相同的溫度，由于水的比熱容大，水放出的熱量多，所以用熱水流過散熱器來取暖。（3）炒栗子時里面加沙子有何作用?炒栗子時，栗子表面與熱鍋的接觸面積很小，不利于傳熱。沙子的顆粒小可以填塞栗子間的空隙，這些被炒熱的沙子大大增加了對栗子傳熱的面積，使栗子能均勻受熱。另外，沙子的比熱容較小，吸熱時升溫較快，可縮短炒熟的時間。也可以節(jié)能。（4）城市種植花草樹木，提高綠地覆蓋率，修建人工湖，擴大水域面積，大大改善了市民的居住環(huán)境，讓全市民享受到了“綠城”帶來的實惠。從物理角度講，花草樹木對聲音有一定的吸收作用，起到減弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比熱容較大，吸收或放出熱量時，水的溫度變化較小，即溫差小，有恒溫作用。（5）夏日，在烈日暴曬下，游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳，而池中的水卻不怎么熱，這是因為質量相等的水和混凝土，照射同樣的時間，吸收相同熱量，由于水的比熱容較大，水的溫度升高較小。因此，池水的溫度比混凝土低，所以在烈日暴曬下，游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳，而池中的水卻不怎么熱。特別提醒不要誤認為所有跟誰有關的應用都是利用水的比熱容大的特點，如往教室灑水感到涼快是利用水蒸發(fā)吸熱的原理。小金根據表中數據得出了四個結論，其中正確的是（）。幾種物質的比熱容/J（kg?℃）﹣1水4.2×103冰0.14×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103A.同一物質發(fā)生物態(tài)變化后，物質的比熱容不變；B.煤油和冰的比熱容相同，所以比熱容不是物質的特性；C.100g

的鋁和酒精吸收相同的熱量，鋁溫度變化較大；D.同溫度的100g水和200g煤油升高到同一溫度，所需吸收的熱量不同知識點三、熱量的計算（1）物質吸熱時熱量的簡單計算吸熱：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；（2）物質放熱時熱量的計算放熱：Q放=cm△t=cm(t0-t)。（3）其中：Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）m—質量，單位：千克（kg）△t—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。質量為1㎏的鐵鍋中放有2㎏的水，要把它們從20℃加熱到80℃。已知鐵的比熱容是0.46×103Ｊ/（㎏·℃），水的比熱容是4.2×103Ｊ/（㎏·℃）。求：(1)水吸收的熱量是多少？(2)鐵鍋和水一共要吸收多少熱量？【方法幫】題型一：比熱容【角度1】對比熱容的理解★易錯警示屬性物質在任何條件下都具有的、不變的性質，如質量，不隨外界的條件的變化而變化。特性一種物質區(qū)別于其他物質的性質，在外界條件變化時會發(fā)生變化，比如比熱容是物質的已知特性，會隨物質狀態(tài)的變化而變化?！镜淅啃〗鸶鶕碇袛祿贸隽怂膫€結論，其中正確的是（）。幾種物質的比熱容/J（kg?oC）﹣1水4.2×103冰0.14×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103A．同一物質發(fā)生物態(tài)變化后，物質的比熱容不變；B．煤油和冰的比熱容相同，所以比熱容不是物質的特性；C．100g的鋁和酒精吸收相同的熱量，鋁溫度變化較大；D．同溫度的100g水和200g煤油升高到同一溫度，所需吸收的熱量不同【角度2】比熱容圖像比熱容圖像的分析技巧（1）等時分析法：作一條垂直于溫度軸的直線，可以看出升高相同的溫度時，加熱時間的長短；（2）等溫分析法：作一條垂直于時間的直線，可以比較加熱時間相同時，溫度升高的多少?！镜淅坑孟嗤碾娂訜崞鞣謩e對質量相等的A和B兩種液體加熱（不計熱損失），如圖是A和B的溫度隨加熱時間變化的圖像，下列說法正確的是（）。A．A的比熱容與B的比熱容之比為2:1；B．A的比熱容與B的比熱容之比為2:3；C．都加熱t(yī)時間，A和B吸收熱量之比為1:2；D．A和B升高相同的溫度，吸收熱量之比為3:2【角度3】比熱容圖像水的比熱容大的應用水的比熱容大的應用，主要有兩個方面：（1）一定質量的水吸收（或放出）很多的熱量而自身的溫度卻變化不多，有利于調節(jié)溫度；（2）一定質量的水升高（或降低）一定溫度，吸熱（或放熱）很多，常用作冷卻劑或供熱介質?！镜淅肯娜涨缋实陌滋?，在太陽光照射下，某海邊城市陸地與海面之間空氣流動示意圖（圖中箭頭表示空氣流動方向）合理的是（）。A．B．C．D．題型二：探究物質的吸熱本領（1）控制變量法：該實驗中藥注意三個變量：質量、溫度、加熱時間。分析時主要哪個量是變化的，哪些量是相同的；（2）轉換法：物質吸收熱量的多少難以直接測量，所以該實驗中使用加熱時間長短反映吸收熱量的多少?！镜淅咳鐖D所示，某同學用同一個加熱裝置分別給質量和初溫都相同的水和煤油加熱，分別記錄加熱時間和升高的溫度，根據記錄的數據作出了兩種液體的溫度（T）隨時間（t）變化的圖像：

(1)實驗中兩種液體吸收熱量的多少可通過______（選填“液體升高的溫度”或“加熱時間”）比較；(2)根據圖像，要使水和煤油升高相同的溫度，應給水加熱更長的時間，這說明_______的吸熱能力強些；(3)已知水的比熱容是，則煤油的比熱容是____________。題型三：熱量的計算【角度1】用公式進行計算★易錯警示注意區(qū)分溫度和溫度差計算物質吸收或放出熱量時，要注意公式中的△t是溫度差而不是某一溫度?！镜淅课锢砼d趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200g的沙子和水加熱。他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，問：(1)圖a、b中，哪個是沙子吸熱升溫的圖像？(2)加熱2min，水吸收了多少熱量？(3)試求出沙子的比熱容?！窘嵌?】比例法比例法快速解題第一步，以比值的形式寫出要求的比值；第二步，用公式展開要求的比值；第三步，代入各物理量的數值；第四步，計算求解?！镜淅考阻F塊質量是乙鐵塊的3倍，吸收相同的熱量，則甲、乙兩鐵塊的比熱容之比和升高的溫度之比分別為（）。A．1：1，1：3

B．1：3，1：3

C．1：1，3：1

D．3：1，3：1【中考幫】考點一：比熱容的概念【典例】（2022·四川成都B）小葉看見面點師傅將面拉成長條，放入滾燙的油中就炸出了香脆可口的油條，于是很想了解油的吸熱能力。在老師指導下，他用酒精燈分別加熱質量為50g、初溫為20℃的油和水，記錄的相關數據如下表所示。若單位時間內油吸收的熱量與水吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。下列說法正確的是()。物質種類加熱時間（min）消耗酒精（g）末溫（℃）油2188水2150A.2min內油吸收的熱量為3×104J；B.他使用的酒精燈的加熱效率為21%；C.油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強；D.油的吸熱能力與其吸收的熱量多少有關該考點要求理解比熱容是物質的一種特性，只與物質的種類和狀態(tài)有關，不隨質量、溫度、體積等條件的變化而變化；并能運用比熱容的定義式對具體問題進行簡單的分析和推理，得出正確的結論，這是物理核心素養(yǎng)物理觀念的體現?？键c二：水的比熱容大的應用【典例】（2022·江蘇連云港）人們常用熱水袋取暖，這是用___________的方式改變物體的內能；熱水袋里裝水是因為水具有較大的___________；用水取暖的過程中，水的內能不斷___________（選填“增大”“減小”或“不變”）。把比熱容的概念與生活實際相結合，并能從比熱容的角度正確描述和解釋自然現象，這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現。?？键c三：熱量的相關計算【典例】16.（2022·湖北宜昌）小麗用相同的電加熱器分別對質量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進行加熱，得到的實驗數據如圖所示，則水在16min內吸收的熱量為______J，另一種液體的比熱容為______J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]從能量轉換角度，重新認識生活中的現象，并考查學生利用比熱容的概念進行簡單計算的能力，這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念（物質觀、能量觀）的體現?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎練（知識鞏固）1.沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度內陸地區(qū)小，主要是因為水的（）。A．比熱容較大B．比熱容較小C．密度較大D．密度較小2.用兩個完全相同的電加熱器分別給質量相同的A、B兩種液體加熱，加熱過程中，溫度隨時間變化的圖像如圖所示，從圖中看出（）。A．液體A的比熱容大B．兩種液體的比熱容相等C．液體B的比熱容大D．無法比較3.細心的小王在坐車下坡時，發(fā)現大型載重汽車經過的路面總有水印，于是他查閱相關資料得知，為了防止剎車片過熱造成剎車失靈，要向剎車片和輪胎噴水來達到降溫的目的。剎車片過熱是通過______方式增加內能的。用水降溫利用到了水的___________較大的特點。4.甲、乙兩個同種材料組成的不同質量的物體，若使他們升高相同的溫度，吸收的熱量之比為4∶3，則甲、乙兩個物體的比熱容之比為______，質量之比為______。5.100g熱水和50g冷水混合后（不考慮熱量損失），則熱水降低的溫度_______冷水升高的溫度（填“大于”、“等于”或“小于”），熱水放出的熱量_______冷水吸收的熱量．（填“大于”、“等于”或“小于”）6.甲、乙兩種金屬的比熱容之比是3∶1，質量之比是2∶1，當它們吸收相同的熱量，甲物體的溫度升高了10℃，則乙物體的溫度升高了________℃。使1.5kg溫度為10℃水吸收了熱量6.3×105J，水溫將升高________℃。（1標準大氣壓）7.北方樓房中的“暖氣”用水作為介質，是因為水的________。質量為1t的熱水放出2.1×108J熱量后溫度降低________℃．暖氣能使室內溫度升高內能增加，這是通過________的方式實現的?！?.2×103J/（kg?℃）】二、綜合練（能力提升）8.（2022·重慶A）《三國演義》有“青梅煮酒”的典故，芒種節(jié)氣正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法對酒加熱。質量為0.5kg的酒從20℃升高到40℃吸收的熱量是___________J[c酒=3.4×103J/(kg?℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的氣壓越低，水的沸點會越___________。9.（2022·湖南岳陽）圖甲是“比較不同物質的吸熱能力”的實驗裝置。（1）兩支試管里水和煤油的質量_______（選填“相同”或“不同”）；（2）相同時間內，水吸收的熱量_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的熱量；（3）由圖乙可知，________的吸熱能力更強。10.如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質量都是10g，燒杯內的液體質量和初溫也相同。（1）比較不同燃料的熱值，應選擇________兩圖進行實驗，實驗時要觀察___________（選填“加熱的時間”或“升高的溫度”）比較兩種燃料的熱值大小；比較不同物質的比熱容，應選擇___________兩圖進行實驗，實驗時通過觀察_______（選填“加熱的