《比熱容》導學案-2023-2024學年科學華東師大版2012

《比熱容》導學案第一課時導學目標：1.了解比熱容的概念和計算方法；2.掌握比熱容的影響因素和測量方法；3.能夠應用比熱容的知識解決相關(guān)問題。導學內(nèi)容：一、比熱容的概念比熱容是物質(zhì)單位質(zhì)量在單位溫度下的熱容量，通常用符號C表示。其物理量單位為焦耳/千克·攝氏度（J/kg·°C）或焦耳/克·攝氏度（J/g·°C）。二、比熱容的計算方法1.定壓比熱容Cp：當壓強不變時，熱量增加單位溫度的變化量，可用熱容量除以質(zhì)量得到，即Cp=Q/mΔT。2.定容比熱容Cv：當體積不變時，熱量增加單位溫度的變化量，也可用熱容量除以質(zhì)量得到，即Cv=Q/mΔT。3.比熱容關(guān)系式：Cp-Cv=R，其中R為氣體常數(shù)。三、比熱容的影響因素1.物質(zhì)種類：不同物質(zhì)的比熱容不同，金屬通常比非金屬大。2.溫度變化：一般情況下，比熱容會隨著溫度的升高而增大。3.壓強變化：高壓條件下，氣體的比熱容會有所變化。四、比熱容的測量方法1.混合法：利用熱平衡原理，通過熱量傳遞在不同溫度下混合物質(zhì)，測定其比熱容。2.電功率法：通過在物質(zhì)上加熱，測量加熱功率和溫度變化，計算比熱容。3.熱容量計法：利用熱容量計測定物質(zhì)的比熱容，通過比較輸入和輸出熱量計算。五、比熱容的應用1.熱工業(yè)方面：控制物質(zhì)的比熱容可提高生產(chǎn)效率，減少能源浪費。2.天文學領(lǐng)域：通過比熱容的測量可以了解天體內(nèi)部物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)。3.實際生活中：了解物質(zhì)的比熱容有助于合理安排使用熱量。導學任務(wù)：1.閱讀相關(guān)教材，了解比熱容的定義和計算方法；2.嘗試計算一些常見物質(zhì)的比熱容；3.思考比熱容如何影響物質(zhì)的性質(zhì)和應用；4.比熱容的測量方法和應用實踐中是否存在哪些問題，如何解決？拓展學習：1.研究不同物質(zhì)的比熱容對熱學性質(zhì)的影響；2.了解比熱容在工程領(lǐng)域的具體應用和案例；3.探索新型比熱容測量方法和技術(shù)的發(fā)展趨勢。總結(jié)點評：比熱容是熱力學中重要的物理量，其理解和應用對于優(yōu)化熱能利用和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。通過本次導學，相信大家對比熱容有了更深入的了解，也能應用所學知識解決實際問題。希望大家在日常學習和生活中能夠繼續(xù)關(guān)注并深化對比熱容的學習和研究。第二課時導學目標：通過本節(jié)課學習，學生能夠理解比熱容的概念、計算方法和應用，掌握相關(guān)計算技巧，并能夠運用所學知識解決實際問題。一、概念理解1.1什么是比熱容？比熱容是物質(zhì)單位質(zhì)量在單位溫度變化下吸收或釋放的熱量，通常用符號c表示，其單位是J/(kg·℃)。1.2比熱容和熱容量有何區(qū)別？比熱容是單位質(zhì)量物質(zhì)在單位溫度變化時吸收或釋放的熱量，而熱容量是整個物體在單位溫度變化時吸收或釋放的熱量。1.3為什么不同物質(zhì)的比熱容不同？不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、化學成分和相互作用方式不同，因此其比熱容也不同。二、計算方法2.1求物質(zhì)的比熱容公式Q=mcΔT其中，Q表示吸收或釋放的熱量，m表示物質(zhì)的質(zhì)量，c表示比熱容，ΔT表示溫度變化量。2.2求混合物的比熱容公式Q=∑(miciΔTi)其中，m表示各組分的質(zhì)量，c表示各組分的比熱容，ΔT表示溫度變化量。2.3求比熱容的實驗方法利用熱量計或熱平衡原理，測量物質(zhì)在不同溫度下吸收或釋放的熱量，從而求得比熱容。三、應用實例3.1一個質(zhì)量為1kg的鐵塊從20℃升溫到40℃，求鐵的比熱容。解：Q=mcΔTQ=1kg×c×20℃Q=20c20c=mcΔTc=20/20=1J/(kg·℃)3.2一個由水和冰混合而成的體系，質(zhì)量分別為1kg和0.5kg，在0℃下加熱至10℃，求混合物的比熱容。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·℃