比热容。
一、教学目标1.知识与技能。
1)了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。(2)尝试用比热容解释简单的自然现象。(3)会进行简单的吸放热计算。2.过程与方法。
1)通过猜想物体吸收的热量与哪些因素有关,运用控制变量法设计实验方案,然后进行实验,并对实验数据进行分析、比较归纳,经历比热容概念的建立过程。
2)结合水的比热容较大这一特性来理解一些简单现象,认识物理与生活的紧密联系。3.情感、态度与价值观。
1)利用**性学习活动,培养学生的实践能力和创新精神,培养解决问题的能力。(2)通过比热容的运用,感受物理学与生活的联系。二、教学重、难点。
重点:**不同物质的吸热能力,以及比热容的概念的建立和热量有关计算。难点:理解比热容概念并能利用它解释生活中的有关现象。三、教学用具多**课件等。四、新课导入。
教师****《沙子烫,海水凉》。初夏,小明和小华去海边游玩。中午,他们赤脚走在海边的沙滩上,觉得沙子很烫;当他们跳进海水中时,却觉得海水较凉,这是为什么呢?
同样都是在太阳光的照射下,为什么海水和沙子的温度不一样呢?今天我们学习物质的一种性质——比热容,大家就知道原因啦。
五、新课教学。
一)比较不同物质的吸热情况。
教师提问:1.烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?2.把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗?
3.水升温时吸收热量的多少跟哪些因素有关呢?学生讨论并回答,烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多。把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多。
水在温度升高时所吸收的热量多少,跟水的质量有关,跟升高的温度有关。
教师出示**并提问:相同日照情况下,为什么海水和沙子的温度不一样?学生讨论并回答,太阳对海水和沙子加热相同,可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快的缘故。
思考:太阳对海水和沙子加热相同,可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快的缘故。
怎样去验证猜想呢?学生讨论并回答,实验中运用控制变量法,方法一:取相同质量的两种不同种类的物体,在加热时间(吸收热量)相同的情况下,观察物体升高的温度是否相同。
方法二:取相同质量的两种不同种类的物体,观察物体升高相同的温度,所需要的时间(吸收热量)是否相同。两种方法都可以来验证不同种类的物质吸热本领是否相同。
思考:两种不同的物质选用水和食用油,怎样比较水和食用油吸收热量的多少?实验中要注意测量和记录哪些物理量?
学生讨论并回答,使用同样的热源,通过比较加热时间的长短,就可以反映出物体吸收热量的多少。实验中要测量和记录的物理量有:水和食用油的质量m、它们的初温t0、末温t1、加热时间t。
教师指出:加热装置可以用相同规格的加热器(因为它能够比酒精灯更准确地控制相同时间内放出相同的热量)。通过比较加热时间来反映吸收热量的多少,这种方法叫转换法。
**相同质量的水和食用油升高相同的温度时,它们吸收的热量是否相同?需要的实验器材有:相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计、水、食用油、天平、秒表。
学生设计并制定实验步骤:1.用天平称出相同质量的水和食用油。2.观察温度计的示数,记下加热前水和食用油的初温t0。
3.同时接通两个电加热的电源,对水和食用油加热。4.当它们升高到相同的温度t1时,停止加热,读出水和食用油到达温度t1时需要的加热时间t。5.分析实验数据,并进行小组间的交流。
学生分组实验。
学生讨论并分析实验数据得出结论,质量相等的水和食用油,升高相同温度,水需要的加热时间更长,水比食用油吸收热量多。或者,等质量的水和食用油,吸收相同的热量时,食用油升高的温度高。可见,水和食用油的吸热本领是不同的。
说明物质的吸热本领与物质的种类有关。
二)比热容。
教师对学生的结论进行总结:1.质量相同、升高的温度相同、吸热越多的物质,吸热本领越强。2.质量相同、吸收的热量相同、温度升高小的物质,吸热本领越强。
经过科学测定,发现一般情况下,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量不同。即:不同物质的吸热能力一般不同。
为了描述物质的这种性质,在物理上用比热容来表示。
教师介绍比热容的定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。符号:
c。单位:焦每千克摄氏度,j/(kg·℃)单位质量的某种物质,温度降低1℃所放出的热量,与它温度升高1℃所吸收的热量相等,数值上也等于它的比热容。
教师****《一些物质的比热容》,展示水、酒精、煤油、冰、色拉油、沙石、铝、
干泥土、铁、钢、铜、水银、铅的比热容,你能从这些比热容值中发现什么规律吗?学生****后讨论,1.水的比热容最大。2.一般情况下,液体的比热容比固体大(水银例外)。
3.一般来说,物质不同,其比热容不同。4.同种物质的状态不同,其比热容不同。比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。
它仅与物质的种类和状态有关。
水的比热容是:c水=4.2×103j/(kg·℃)说出水的比热容的物理意义。
学生讨论并回答,水的比热容的物理意义:1 k**温度升高或降低1℃吸收或放出的热量是4.2×103j。
三)热量的计算。
1k**温度升高2℃,吸收的热量是多少焦?2k**温度升高1℃,吸收的热量是多少焦?2k**温度升高2℃,吸收的热量是多少焦?
2k**温度从10℃升高到42℃,吸收的热量是多少焦?学生讨论并回答,质量为1kg,升高的温度为1℃,吸收的热量为4.2×103j。
质量为2kg,升高的温度为1℃,吸收的热量为2×4.2×103j。质量为2kg,升高的温度为2℃,吸收的热量为2×2×4.
2×103j。质量为2kg,升高的温度为(42-10)℃,吸收的热量为2×(42-10)×4.2×103j。
所以,吸收的热量=比热容×质量×升高的温度。
教师总结,吸热公式:q吸=cm(t-t0);放热公式:q放=cm(t0-t);两个公式可以合写成:
q=cm△t。q:吸收或放出的热量;c:
物质的比热容;m:物质的质量;t0:物体的初始温度;t:
物体的末温度;δt:变化的温度。
1.质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃,水吸收了多少热量?学生讨论并解答,q吸=cm(t-t0)=4.2╳103j/(kg·℃)10kg╳(65℃-25℃)=1.
68╳106j答:水吸收了1.68╳106j热量。
2.质量为2kg的沸水(100℃),温度降低了60℃,水放出了多少热量?学生讨论并解答,q放=cm(t0-t)=4.2╳103j/(kg·℃)2kg╳60℃=5.
04╳105j答:水放出了5.04╳105j热量。
四)利用比热容的知识解释一些现象。
教师出示**并提问:为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样?学生讨论并回答,海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同,由于海水的比热容比沙子的比热容大,根据公式q=cm△t可知,海水温度升高的少;没有日照时,海水温度降低的少。
所以,中午沙子很烫而海水很凉,傍晚沙子凉而海水很暖和。
教师出示**并提问,冬天的暖气设备用水供暖。汽车发动机用水做冷却剂。这是为什么?
学生讨论并回答,在北方生活中往往用热水取暖,让热水缓缓流过散热器,根据公式q=cm△t可知,相同条件下,因为水的比热容较大,水的温度在降低时,放出更多的热量。
所以冬天的暖气设备用水供暖。汽车电动机、发电厂的发电机等机器在工作时发热很多,需要有冷却物质将这些热量吸走,据公式q=cm△t可知,相同条件下,因为水的比热容较大,水的温度在升高时,吸收更多的热量。所以用循环流动的水吸热作为汽车发动机的冷却剂。
教师出示**并提问:水稻是喜温作物,在每年三四月份育秧时,为了防止霜冻,傍晚常常在秧田里灌一些水过夜,第二天太阳升起后,再把秧田里的水放掉,你能解释原因吗?学生讨论并回答,傍晚灌水,根据公式q=cm△t可知,相同放热情况下,因为水的比热容大,水放热降温少,防止秧苗受冻;白天放水,因为稻田比热容小,相同条件下,吸热升温快,利于秧苗生长。
教师出示**并提问:为什么沿海地区比内陆地区温差小?学生讨论并回答,这是因为同样受热和冷却,即吸热或放热相同时,根据公式q=cm△t可知,砂石的比热容小,温度变化大,导致气温温差大;水的比热容大,温度变化小,导致气温温差小。
教师引导学生总结,由于水的比热容大,吸、放热相同的条件下,温度变化小(升温慢;降温也慢)。温度变化相同的条件下,吸、放热多。
六、课堂小结。
七、板书设计。
一)**不同物质的吸热能力。
质量相等的水和食用油,升高相同温度,水需要的加热时间更长,水比食用油吸收热量多。或等质量的水和食用油,吸收相同的热量时,食用油升高的温度高。
物质的吸热本领与物质的种类有关。
二)比热容:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量。比热容用符号c表示。比热容的单位是j/(kg·℃)
比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。
水的比热容是4.2×103j/(kg·℃)它表示每千克水在温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量为4.2×103j。
三)热量的计算q吸=cm(t-t0)q放=cm(t0-t)
四)利用比热容的知识解释一些现象。
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