1、第 3 节 比 热 容【教学目标】1.通过探究实验了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。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。【教学重难点】1.重点:比热容的概念和物理意义。2.难点:利用比热容解释生活中的有关现象。【课前准备】教师:两只相同的烧杯、相同规格的电加热器、水、食用油、温度计、铁架台、石棉网。学生:搜集热岛效应、热污染的资料。【教学过程】【情境引入】课件播放一段全国天气预报,播放前提醒学生特别注意观察沿海城市和内陆城市的温度的不同。提出问题:为什么内陆地区比沿海地区的昼夜温差大呢?让学生带着这个问题开始本节课的学习,并揭示课题。【互动新授】
2、(一)比热容1.探究物质的吸热能力:教师提出问题:在烧水时,烧开一壶水和烧开半壶水,哪个需要的时间长?水吸收热量的多少跟哪些因素有关?有什么关系?请用你的生活经验来支持你的观点。教师在此过程中,引导学生互相交流,对回答不完善的可进行补充,共同讨论、归纳,得出结论。在上述基础上,教师继续提出问题:对于不同的物质,如水、食用油、沙子等,如果它们的质量相同,温度升高的度数也相同,它们吸收的热量是否相同?学生讨论并回答,说出猜想及其依据,并研究实验方案。结合教材相关内容及其实验装置,教师点拨、指导,帮助学生设计科学的实验方法。方法一:用相同的实验装置,加热质量相同的水和食用油,使它们吸收相同的热量,比
3、较它们温度升高的多少,从而研究它们吸热能力的差异。方法二:用相同的实验装置,加热质量相同的水和食用油,使它们温度升高的度数相同,比较它们吸收热量的多少,从而研究它们吸热能力的差异。根据教材内容,师生共同讨论实验中需要解决的问题:怎样获得质量相同的水和食用油?怎样判断和控制水和食用油吸收热量的多少?怎样测量和控制水和食用油温度升高的度数?学生思考上述问题,小组间讨论交流。教师组织学生针对实验方案,设计记录数据的实验表格。质量m/kg起始温度t1/ 终止温度t2/ 升高的温度(t2-t1)/ 加热的时间 t/min水食用油学生按设计的实验方案进行实验,教师巡视指导,发现问题及时解决,实验完成后,各
4、小组展示记录的实验数据进行交流,总结得出不同物质的吸热能力不同。2.比热容:教师指出:不同物质在吸热特性方面存在差异,物理学中引入了比热容这个物理量表示这种差异。因为在相同条件下比较,即质量相同,温度升高相同条件下比较起来最方便,引导学生类比密度的定义方法,用比值定义法得出比热容的概念: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,叫作这种物质的比热容。让学生自主学习,了解比热容的符号用 c 来表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号 J/(kg )。教师补充:比热容与密度一样是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容。让学生阅读教材小资料,任选一种物质,在表中查出它的
5、比热容,并说明表中数据所表示的物理意义,并让学生通过观察、对比、分析,看看能从中获取哪些信息?师生共同分析得出:不同物质的比热容一般不同;大部分固体的比热容小于液体的比热容;物质的比热容不仅与物质的种类有关,还与物质的状态有关;水的比热容最大。3.比热容的应用:了解如何用比热容的知识解释海边和沙漠地区出现的昼夜温差不同的现象。由表中我们可以了解到,水的比热容最大,说明水的吸热能力最强。水的比热容是砂石的 4.5 倍,因此,白天在同样阳光照射下,水的温度变化比砂石小得多,这是沿海气温温差较小的原因。夜晚水和砂石同样放热,水温比砂石温度高,所以晚上在岸上散步更凉爽。教师提出问题:在日常生活中,哪些
6、地方利用了水的比热容大这一性质?在自然现象中,有哪些现象可用水的这一性质解释?学生讨论、发言交流(冬天暖气用水作为介质、司机师傅用水做冷却剂冷却汽车发动机、夏天去海滨避暑等)并让学生完成课本“想想议议”中的问题。(二)热量的计算教师说明:知道某种物质的比热容,再知道这种物质的质量和温度升高的度数后,我们就可以计算出这种物质吸收的热量。提出问题:已知铝的比热容是 0.88103 J/(kg ),说出它表示的物理意义。引导学生计算:把质量为 2 kg 温度为 30 的铝块加热到 100 ,铝块吸收的热量是多少?学生可以分步用算术法计算出铝块温度升高时吸收的热量:2 kg 铝块温度升高 1 时吸收的
7、热量:0.8810 32 J=1.76103 J,2 kg 铝块温度升高 100 -30 =70 时吸收的热量:1.7610 370 J=1.23105 J。教师再将其计算过程用综合算术表示:铝块吸收的热量=0.8810 3 J/(kg )2 kg(100 -30 )=1.23105 J。归纳出物体受热时吸收热量的公式:Q 吸 =cm(t-t0)。用同样的方法让学生讨论推导出物体温度降低时放出热量的计算公式:Q 放 =cm(t0-t)。向学生介绍各物理量的含义。让学生通过计算比较出相同质量的水和砂石升高或降低相同的温度时吸收热量或放出热量的多少。【课堂小结】教师:通过今天的学习你学到了什么,有
8、什么成功的经验和收获?学生:1.不同物质在质量相等、升高相同的温度时吸收的热量不同。2.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。3.生活生产中水的比热容较大的应用。4.热量的计算。【板书设计】第 3 节 比 热 容一、比热容1.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,叫作这种物质的比热容。2.单位:焦每千克摄氏度,符号 J/(kg )。3.意义:比热容是反映物质自身性质的物理量。4.应用:用水冷却发动机、水作为输送暖气的介质等。二、热量的计算1.吸热公式:Q 吸 =cm(t-t0)2.放热公式:Q 放 =cm(t0-t)
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