1、1第 3 节 比热容方式一 【问题导入】有一句关于新疆的谚语：“早穿棉袄午穿纱，晚上围着火炉吃西瓜。”为什么新疆的昼夜温差会这么大呢？这与什么有关呢？导入语：要科学地解释这一问题，那就开始我们今天“比热容”的学习吧。方式二 【情景导入】同学们有没有这种生活体验夏天的中午，在河边玩耍时，脚踩在沙石或泥土路面上与泡在河水里感觉有什么不同？(学生讨论回答)导入语：这是为什么呢？通过学习比热容的知识你就能自己来解答了。方式三 【情景导入】多媒体展示图片：图 1331三峡水库的修建大大增加了当地的水域面积，这对当地的气候有无一定的影响？小华在互联网上看到一段资料：“据有关专家预测，我国目前最大的三峡水利
2、工程三峡水电站建成后，三峡库区的气候会受到一定影响，夏天气温将比原来下降 2 左右，冬天气温将比原来升高 2 左右。”导入语：专家们为什么会作出这样的预测？通过本节的学习，我们便能揭开谜底。1帮助学生建立比热容概念(1)在概念上：可将比热容解释为表示物质吸热本领(能力)的物理量，可利用打比方的方法解释：示例 1同样装满一桶水 大桶能装下的水多 小桶能装下的水少同样升高 1 1 kg 比热容大的物质需要吸收的热量多 1 kg 比热容小的物质需要吸收的热量少示例 22用大小不同的桶运走质量(或体积)相同的水 大桶需要运送的次数少 小桶需要运送的次数多比热容不同、质量相同的物质吸收相同的热量比热容大
3、的物质温度升高得少比热容小的物质温度升高得多(2)在性质上：比热容是物质本身的一种特性，不同的物质比热容一般不同，也可通过比热容来鉴别物质，这完全可以将其与密度相类比(例如：一杯水和半杯水的密度是相同的，比热容也是相同的；密度与物体的质量和体积无关，比热容同样与物质的质量和体积无关)，从而帮助学生加深理解。2利用水的比热容较大的典型实例与相关解释(1)问：在我国的南方地区，为了保护秧苗不受冻，傍晚向秧田里多灌些水，这是为什么？答：这是因为水的比热容比较大，夜间秧田里的水的温度变化小，秧田的温度不致降低太多，秧苗就不致冻坏。(2)问：为什么说水最适合做冷却剂？答：这是因为水的比热容大。在温度变化
4、相同时，水吸收的热量较多，冷却效果较好，所以水最适合做冷却剂。例如：机动车上设有水箱，用水来给机器散热降温。(3)问：暖气片和暖气管道中为什么用水做传热、散热的物质？答：这是因为水的比热容大。在温度变化相同时，水吸收或放出的热量较多，在锅炉里吸收的热量多，在室内放出的热量也多。(4)问：海陆风是怎样形成的？答：由于海水和土壤的比热容不同，引起内陆和海水温度变化差异较大，白天陆地增温快于海洋，夜间陆地降温也快于海洋，这样，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋，前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。3实验改进：比较不同物质吸热的情况(教材 P11)问题：加热时液体受热不均匀，时间较长，温
5、度计示数不易观察，对比效果差，不利于演示。图 1332改进方法一：采用完全相同的实验装置，如图 1332 所示，同时采用两个相同的 U形管来代替温度计，将“空”试管置于质量、初温相同的不同液体中，管内空气受热后膨胀明显，通过 U 形管中液面升高的多少，来反映烧杯中两种液体温度变化的差异更加直观。优点：对比性强，可视效果明显，利于演示。改进方法二：可将上述装置中的热源换为功率相同的电热器“热得快”，更便于控制。考点小说 对于比热容的考查，主要有三个角度：对比热容概念的理解；利用不同物质的比热容不同解释日常生活和自然界的常见现象；利用吸、放热公式进行与比热容相关的计算。而比热容的相关计算是热学部分
6、的必考点，多以选择题、填空题出现，还常常结合燃料燃烧放热或电热进行综合考查。31对比热容概念的理解源起教材 P12比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。一些物质的比热容物质 比热容c/J(kg) 1 物质 比热容c/J(kg) 1 水 4.2103 铝 0.88103酒精 2.4103 干泥土 约 0.84103煤油 2.1103 铁、钢 0.46103冰 2.1103 铜 0.39103色拉油 1.97103 水银 0.14103沙石 约 0.92103 铅 0.13103例 1 巴中中考 由 Qcm(tt 0)得 c ，关于同一种物质的比热容，下Qm（ t t0）列
7、说法正确的是( )A若质量增大一倍，则比热容减小一半B若质量增大一倍，则比热容增大一倍C比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关D若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍答案 C例 2 南京中考 下表是一些物质的比热容 J/(kg)：水 4.2103 铝 0.88103煤油、冰 2.1103 干泥土 0.84103沙石 0.92103 铜 0.39103根据表中数据，下列判断正确的是( )A物质的比热容与物质的状态无关B100 g 水的比热容是 50 g 水的比热容的两倍C质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大D寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的
8、比热容较大答案 C例 3 河南中考 用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热，两种液体的温度随时间 t 的变化如下表所示。由数据比较两种液体的比热容( )时间 t/min 0 1 2 3 4 5甲的温度/ 20 22 24 26 28 30乙的温度/ 20 25 30 35 40 45Ac 甲 c 乙 Bc 甲 c 乙 Cc 甲 c 乙 D无法确定答案 A2与比热容有关的热量计算源起教材 P14 想想议议已知铝的比热容是 0.88103 J/(kg)，这表示质量是 1 kg 的铝块温度升高 1 时吸收的热量是 0.88103 J。计算：把质量为 2 kg、温度为 30 的铝块加热到
9、100 ，铝4块吸收的热量是多少？如果以 Q 吸 代表物体吸收的热量，c 代表物质的比热容，m 代表物体的质量，t 0和 t 分别是加热前后物体的温度；通过上面的计算，可以总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式：Q 吸 _。如果要计算物体降温时放出的热量，公式会有什么不同？例 4 邵阳中考 某热水器内装有 100 kg 的水，将这些水从 20 加热到 70 ，水吸收的热量为已知 c 水 4.210 3 J/(kg)( )A2.110 6 J B2.110 7 JC8.410 6 J D8.410 7 J答案 B例 5 福州中考 质量为 1 kg 的水，温度从 20 升高到 30 吸收的热量是
10、c 水4.210 3 J/(kg)( )A4.210 3 J B4.210 4 JC8.410 4 J D1.2610 5 J答案 B【材料 1】 海陆风的形成白天的时候，由于陆地的泥土比热容比海水的小，升温比海水快，形成空气的密度差，海面上的空气的密度高于陆地上的密度，陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充，形成海风。而晚上的时候正好相反，形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在某个季节。【材料 2】 城市“热岛效应”城市“热岛效应”就是一种城市市区气温比郊区高的现象。在近地面温度图上，郊区温度变化很小，而城区气温则很高，就像突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城区，所以被称为城市“热岛效
11、应”。城市气候最显著的特点之一是城市“热岛效应”。城市“热岛”现象是多种因子综合作用的结果。造成“热岛效应”的原因主要有以下两个方面：一是地表被覆无机化。越来越多5的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖，比热容大，反射率小，能有效地储存太阳辐射的热量；绿地和水面面积减少，蒸发作用减弱，大气中的热量难以释放。二是人工排热器增加。大城市里商场林立，商业街越来越多，这些地方建筑密集，热量不易散发；人口集中，风扇、空调的功率更是惊人，能源消耗大；城市中心和边缘的工厂在生产中，机器不断地排放出大量的热能；城市的交通工具都是一个个大的散热器，在各种人为的散热源中，来自工厂、家庭炉灶、冷气、采暖等固定热源的热量
12、约占 3/4，而汽车、摩托车、电车等移动热源散发的热量约 1/4。都市越大、现代化程度越高（高楼、大厦、柏油路和水泥路越多），“热岛效应”就越明显，“热岛效应”是城市化进程的副产品。“热岛效应”的危害。首先，酷热天气的增加给人们生活和工作带来严重影响，损害人类身体健康，甚至造成一些人因中暑而死亡；其次，“热岛”现象加剧了大气污染，城市地面散发的热气形成近地面暖气团，使城市烟尘流通受阻，形成对人体有害的“烟尘穹隆”；再次，“热岛效应”造成局部地区水灾，城市产生的上升热气流与潮湿的海陆气流相遇，就会在局部地区上空形成乱积云，而后降下暴雨，每小时降水量可达 100 mm 以上，从而在某些地区引发洪水
13、，造成山体滑坡和道路塌陷等；此外，“热岛”现象还会导致气候、物候失常。近年广州出现的木棉早开、芒果秋实等现象就是“热岛”现象所致。1. 2013 年 12 月， “玉兔”号月球车成功在月球着陆如图所示为月球车在月球上的效果图月球车有提供电力的太阳能帆板和宽大的“大脚”，在阳光的照射下月球车在月球表面留下了影子，以下说法错误的是（ ）A太阳能帆板可以将太阳能转化为电能B探测器的影子是由于光的直线传播形成的C“大脚”的面积较大，可以减小探测器对火星表面的压强D火星上的昼夜温差大，是因为火星表面砂石的比热容大2. 如图所示，冷热空气的流动导致了夏季海岸微风的形成关于海岸微风形成的解释下列说法中错误的
14、是（ ）A白天，在炎热的日光下，暖空气从陆地上升起，海洋上来的冷空气补充，形成了向陆地的海陆风B夜间，暖空气从海洋上升起，陆地上的冷空气补充，形成了向海洋的陆海风C形成陆海风和海陆风的主要原因是水的比热容较大D形成陆海风和海陆风是由潮汐涌动方向决定的3. 橘农们从天气预报中得知，晚上将有一场霜冻来临，他们傍晚就开始给橘子树喷水，随着温度的下降，水结成冰，而橘子并没有被冻坏，这是由于水_的缘故育秧时，为了防止秧苗冻坏，晚上往秧田里灌水，早上排水，这是利用了水_的性质4. 为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小刚在家中进行了如下的实验：如图甲所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆
15、和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多（1）要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对_加热的时间长些这说明它们升高相同的温度，豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量_6（2）小明利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示，则图线_应代表豆浆5. 生态宜居的海岛城市是城市的发展定位之一某市实验区规划：预留布置大片绿地、湖面水体等，通过绿廊、水廊来达到冬暖夏凉的效果请你用所学知识解释修建人工湖和内河可以调节气温的主要原因6.【趣味链接】汽车防冻液汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高为了确保安全，可用水循环进行冷
16、却实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比） 防冻液含量/% 30 40 50 60 70 80 90混合液的凝固点/ -17 -28 -37 -49 -48 -46 -28混合液的沸点/ 103 104 107 111 117 124 141在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低 1015考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高【拓
17、展延伸】为什么使用防冻液做汽车散热剂？长时间使用防冻液沸点有何变化，为什么？1.D解析：太阳能帆板可以将太阳能转化为电能，A 说法正确探测器的影子是由于光的直线传播形成的，B 说法正确 “大脚”的面积较大，可以减小探测器对火星表面的压强，C 说法正确火星上的昼夜温差大，是因为火星表面砂石的比热容小，D 说法不正确，符合题意故选 D2.D解析：由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容大，接受太阳辐射能后，海水表面升高的温度少，陆地沙石的比热容相对较小，升高的温度比较多，于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升而形成从海面吹向陆地的风；同理，晚上在相同受冷的情况下，陆地的温度低于海洋的温度，从而形成从
18、陆地吹向海洋的风，故形成了海陆风，故 ABC 正确不符合题意，D 错误，符合题意故选 D3. 凝固放热 比热容大 解析：夜间气温骤降时，水降温直至凝固成冰，放出热量，这样橘子可以吸收水结冰时放出的热，使温度不会降得太低，所以没有冻坏橘子育秧时在秧田里灌水，是因为在相同条件下，水的比热容大，降低相同的温度放出的热量多，起到保温作用，不会产生冻害。4. （1）牛奶 少 （2）A解析：（1）由热量计算公式 Q=cm t 可知，物体吸收热量的多少跟物体的质量、温度的变化量以及物质的比热容有关实验中控制牛奶和豆浆的质量相同，温度的变化量相同，通过比较加热时间的长短来判断比热容的大小加热相同的时间，豆浆的
19、温度升高较多，说明吸收相同的热量，牛奶升高的温度慢，说明牛奶的比热容大因此要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对牛奶加热的时间长些由于豆浆的比热容小，因此升高相同的温度，吸收的热量少（2）结合题目和图象可知，加热相同的时间，豆浆的温度升高较多，所以 A 图线代表豆7浆5. 修建人工湖和内河增加城市水的储蓄量，是因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温6.思维点睛：因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，防冻液因为含有水，因此其比热容也较大，并且防冻液可以在比较低的温度下不会凝结，所以汽车发动机用防冻液来冷却；长时间使用后，混合液中的水由于汽化而减少，防冻液的含量增大，使混合液的沸点升高
