比热容-(18).doc

三、比热容

教学设计(一)
教学目标
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．能根据比热容进行简单的热量计算。
教学重难点
1．比热容的概念和热量的计算。
2．理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
教学过程
导入新课
方案一：多媒体展示：炎热夏季的一天傍晚，甲、乙两人在湖边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到湖中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？

学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点：可能岸上、湖中、两者一样三者观点都有，到底哪种观点对呢？从而引入新课。xKb 1.C om
方案二：

出示图片，夏天，岸上的沙子被晒得很烫，而海水却很凉，你有这种感觉吗？你想不想知道为什么？
推进新课
一、探究物质的吸、放热性能
探究不同物质的吸、放热性能是初中物理中比较困难的实验之一，设计和实验操作的难度较大，需要注意及时指导和协助学生，以保证每组学生都观察到相应的实验现象，得到较好的实验结果。下面对探究的各个环节加以具体说明。
(1)提出问题
从生活中学生已经意识到不同物质的吸、放热性能不同，这里还要把这个比较笼统的问题描述为明确具体的可验证的物理问题。教师可以予以引导：如果上面两幅图中都是水或都是砂子，质量相同，升高的温度也相等，显然，它们吸收的热量必定相等。那么，不同物质(如水和砂子)，在质量相同、升高的温度相等时，它们吸收的热量也相等吗？
这已经是一个可验证的问题，其中包含限制条件，如质量相等、升高的温度相等、不同物质等，这些都可以通过实验技术条件予以控制和测量，为下面设计实验提供了基础。
(2)制定计划与设计实验新 课 标 第 一 网
要比较不同物质的吸热性能，需要取质量相等的不同物质，使其升高相等的温度，比较各自吸收热量的多少。这仅仅是一个实验计划而已，还要具体设计怎样实现这些要求。具体做法是：不同物质选择水和砂子；质量相等要用天平称量；升高的温度通过温度计测量出来；水和砂子吸收热量的多少通过加热时间的长短来判断，因此要用两个相同的加热源(如相同的酒精灯，但从安全性考虑，尽量不要用通常的“热得快”等电加热器)。另外，装水和砂子的烧杯规格要相同，要保证除了水和砂子不同之外，其他条件都相同。通过观察水和砂子升高同样温度吸收热量是否相等来验证其吸热性能是否相同。x k b1 . co m
此外，砂子需要不停搅拌，否则会受热不均匀。实验中也可选用水和煤油(或酒精、色拉油)对比进行研究，可以省去搅拌的麻烦。但煤油、酒精和色拉油均属易燃品，实验时一定要注意安全。由此看来，本实验对学生来说是有一定难度的。
记录实验数据的表格可以直接采用教材上的，也可根据需要自行设计。不管采用哪种，教师都应引导学生弄清表格中各行各列表示的含义，包括其中的单位等，这是以后阅读、使用和设计表格必备的知识。
实验的步骤要让学生自己设计，以锻炼他们设计实验和语言表达的能力。兹举一例，仅供参考：①按照图16.3-1和图16.3-2所示，用铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计等组装两套器材；②用天平分别称取100 g水和砂子，分别倒入两个烧杯中；③记录水和砂子开始时的温度；④同时对水和砂子加热，记录在加热1 min、2 min、3 min……时水和砂子各自升高的温度。
本实验的操作具有一定难度，需要同组学生互相配合，对实验结果不要过于追求完美，只要能得出定性结论即可。
(3)分析与论证
学生实验取得数据后，教师可引导学生比较、分析：质量相同的水和砂子，升高相同温度时，加热的时间长短是否相同？这说明了什么？从而引导学生得出结论。在描述结论时，初学的学生不一定能做到简洁而准确，只要能大致地将问题表达清楚，就应该予以肯定和鼓励。但教师一定要规范描述到“在质量相等、升高的温度相同的情况下，不同物质吸收的热量不相等，水吸收的热量比砂子吸收的热量多”。
二、比热容
比热容的定义可以直接给出，但教师要引领学生解析其中的关键词及其含义。如为什么要限定“单位质量”“温度升高1 ℃”，这是因为比热容是以热量来定义的，而热量跟物体的质量和升高的温度都有关。比热容是初中物理出现的唯一一个由两个以上物理量来定义的物理概念，教师对概念的表述与单位的教学都要充分估计学生认知的困难，把铺垫和引导做得细一些。
对于比热容的单位，要结合阅读数据表“一些物质的比热容”，明确其含义。因为热量计算公式课标没有要求，教学不必要补充传统教材中的吸热公式和放热公式，不引入相关计算，而是把重点放在理解比热容的物理意义上。w!w!w.!x!k!b!
通过阅读数据表，要求学生知道水的比热容最大，会利用水的比热容较大的特点解释有关现象。这里可以设计学生讨论交流活动：日常生活中为什么常用热水来取暖？汽车中为什么用水来做冷却剂？这些问题对于初中学生来说是具有一定难度的。为了突破难点，教师应先让学生充分思考交流，然后汇报辨析，教师梳理总结。对于水的比热容较大，教师在总结时要引导学生明确其两方面的含义：质量相同、升高温度也相同时，水比其他物质吸收的热量多，所以用来作发动机的冷却剂；质量相同、降低的温度也相同时，水比其他物质放出的热量多，所以冬季常用热水来取暖。
三、热量的计算
展示问题1：①1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？
学生很容易即可得出：吸收的热量Q1＝4.2×103 J。
展示问题2：2 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？w W w .x K b 1.c o M
学生讨论得出：吸收的热量Q2＝2×4.2×103 J＝8.4×103 J。
展示问题3：2 kg水温度升高50 ℃吸收的热量是多少？
学生讨论得出：吸收的热量Q3＝50×8.4×103 J＝4.2×105 J。
展示问题4：物质吸收热量的多少与其质量、温度变化、比热容成什么关系？
学生讨论得出：物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比，计算公式：Q吸＝cm(t－t0)。
学生自己推导得出：物体放出热量计算公式：Q放＝cm(t0－t)。
课堂小结
1．引导学生回顾一个完整的探究应包括哪些过程。
2．比热容的概念、单位及物理意义。
3．Q吸＝cm(t－t0)。
4．Q放＝cm(t0－t)。

板书设计
三、比热容

教学设计(二)
学习目标
1．通过实验，了解比热容的概念。
2．会用比热容解释有关的简单现象。
3．知道物质温度改变时吸热或放热的公式，并会进行有关的简单计算。
课前准备
复习回顾
地理知识：沿海地区与内陆沙漠地区的气候特点有哪些不同？
观察思考
1．用同样大小的炉火，烧开一壶水和半壶水，哪个需要加热的时间长？加热时间长说明吸收的热量多还是少？
2．用大小恒定不变的炉火加热同一壶水，让水温升高10 ℃和升高20 ℃需要的时间一样吗？哪个需要吸收的热量多？
3．请根据上述事实和你的生活经验，推断水温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关？有什么关系？如果需要，可以与你的家人交流讨论。
合作探究新 课 标 第 一 网
一、探究物质的比热容
活动1：与同学交流课本第130页“想想议议”中问题，回答：
1．水温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关？有什么关系？
2．如果取两种不同种类的物质(如水和砂子)，它们的质量相等，升高的温度也相等，它们吸收的热量相同吗？你见到过有关的现象吗？联系实际想一想，提出你们的观点。
(提示：1.质量　升高的温度　质量越大，升高的温度越高，吸收的热量越多　2.略)
活动2：实验探究——质量相等的不同物质升高相等的温度时，吸收的热量是否相等？
●制定计划和设计实验
实验时取两个烧杯，分别放入水和砂子作为研究对象，用两个酒精灯分别对两个烧杯加热，进行对比实验。实验前需要考虑到：
(1)对两个烧杯应有什么要求？为什么？
(2)水和砂子需要满足什么条件？为什么？
(3)对两个加热源酒精灯的火焰有什么要求？为什么？
(4)怎样保证水和砂子的质量相等？需要什么测量工具？
(5)怎样测量温度升高的度数？需要什么测量工具？
(6)怎样判断水和砂子吸收热量的多少？需要什么测量工具？
●进行实验和收集数据
小组内的同学相互合作，按照上面的设计进行实验，将测量的结果记录在下表中。
研究对象
质量/g
初温/℃
末温/℃
升高的温度/℃
加热时间/s

●分析与论证
分析比较实验数据，质量相等的水和砂子，升高相等的温度时，加热的时间长短是否相同？你认为吸收的这个热量的多少与什么有关？由此说明什么？
(提示：(1)相同　消除容器对实验结果的影响　(2)质量相同，初温相同，用控制变量法，把多个变量之间的关系转化为吸收的热量和物质种类的关系　(3)相同相同的时间内，水和砂子从热源吸收的热量相同；根据加热时间判断水和砂吸收和热量　(4)测出相等质量的水和砂子　天平　(5)用温度计测量，边测边搅拌　温度计　搅拌器　(6)根据加热时间　钟表　略)
活动3：阅读课本第132页内容，思考回答：
1．什么叫做物质的比热容？比热容用什么符号表示？比热容的国际单位是什么？
2．从课本第132页“常见物质的比热容”表格中，查出水的比热容，并说出其物理意义。砂石的比热容是多少？它表示什么意义？比较表中的数据，你有哪些发现？
3．在日常生活中，水既可以用来取暖(如图甲)，也可以用来降温(如图乙)，请解释其中的原因。

填一填
1．质量相等的不同物质升高相等的温度时，吸收的热量______。
2．______的物质，温度每______(或______)1 ℃所______(或______)的热量为该物质的______，用符号______表示，其国际单位是______。xKb 1.C om X|k | B| 1 . c |O |m
(提示：1.单位质量的某种物质，温度升高(降低)1 ℃所吸收(放出)的热量叫做这种物质的比热容。c　J/(kg·℃)　2.水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)质量是1 kg的水，温度升高(降低)1 ℃，吸收(放出)的热量是4.2×103 J　砂石　略　A．液体的比热容一般比固体的大　B．水是比热容最大的物质　C．同种物质状态不同，比热容不同　3.由于水的比热容比较大，在质量相同、升高(降低)相同的温度时，水可以吸收(放出)更多的热量。甲图中的热水降温时，可以放出更多的热量，乙图中冷水升温时，可以吸收更多的热量。因而具有更好的取暖或散热效果。
填一填
1．不同
2．质量为1千克　升高(降低)　吸收　放出　比热容　C　J/(kg·℃))
二、热量的计算
活动4：思考回答
1．水的比热容是多少？物理意义是什么？
2．1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？
3．2 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？
4．m kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少？X k B 1 . c o m
5．m kg水温度升高Δt ℃吸收的热量是多少？
6．m kg比热容为c的物质，温度升高Δt ℃吸收的热量是多少？
7．你能根据上面的推理得出计算物体吸收热量的公式吗？
8．你能模仿上面的推理得出计算物体放出热量的公式吗？
(提示：1.4.2×103 J/(kg·℃)　质量是1 kg的水，温度升高(降低)1 ℃，吸收(放出)的热量是4.2×103 J　2.4.2×103 J　3.8.4×103 J　4.4.2×103 J×m　5.4.2×103 J×m×Δt　6.cmΔt　7.Q吸＝cm(t－t0)8.Q放＝cm(t0－t))
活动5：
1．从地理课中我们知道，对于同一纬度的不同地区，在一天之内，海滨的温差只有几摄氏度，而沙漠的温差可达几十摄氏度。请解释其中的道理。
2．利用热量公式进行下面的计算，也许对你理解上面的问题有帮助。
质量均为2 kg的砂石和水，它们都吸收了7.36×104 J的热量，砂石和水升高的热量分别是多少？
填一填
物体在升温(或降温)过程中吸收(或放出)热量的计算公式为_________________________
___________________________________________________。
(提示：1.水的比热容较大，水和砂相比在同样受热的或冷却的情况下，吸收或放出相同的热量，水的温度变化比沙小，因此在受太阳光照射条件相同时，海滨比沙漠的温度变化小。
2．由Q吸＝cmΔt得Δt＝，水升高温度：Δt水＝＝＝8.8 ℃
砂石升高的温度：
Δt砂＝＝＝40 ℃
填一填
Q吸＝cmΔt升或Q放＝cmΔt降)