10.3.2比热容的计算和应用（课件）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

幻灯片 1：封面标题：10.3.2 比热容的计算和应用学科：物理年级：九年级授课教师：[你的姓名]幻灯片 2：课程引入复习回顾：什么是比热容？它的单位是什么？（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；单位是焦每千克摄氏度，符号 J/(kg・℃)）比热容的计算公式有哪些？（Q 吸 = cm (t - t₀)，Q 放 = cm (t₀ - t)）提出问题：如何利用比热容公式解决实际的热量计算问题？比热容在生活、生产和科技中有哪些更广泛的应用？幻灯片 3：比热容计算的基本方法明确公式中的物理量：Q 吸：吸收的热量（J）Q 放：放出的热量（J）c：物质的比热容 [J/(kg・℃)]m：物体的质量（kg）t₀：初温度（℃）t：末温度（℃）Δt：温度变化量，Δt = t - t₀（升温时）或 Δt = t₀ - t（降温时）计算步骤：确定研究对象和过程（吸热或放热）。找出已知量和未知量，明确各物理量的单位。选择合适的公式（吸热公式或放热公式）。代入数据进行计算，注意单位统一。得出结果并作答。幻灯片 4：基础计算题示例（一）—— 单一物质吸热例题：质量为 3kg 的水，温度从 15℃升高到 45℃，需要吸收多少热量？[c 水 = 4.2×10³ J/(kg・℃)]解题步骤：已知：m=3kg，t₀=15℃，t=45℃，c=4.2×10³ J/(kg・℃)求：Q 吸计算温度变化量：Δt = t - t₀ = 45℃ - 15℃ = 30℃代入吸热公式：Q 吸 = cmΔt = 4.2×10³ J/(kg・℃)×3kg×30℃ = 3.78×10⁵ J答：需要吸收 3.78×10⁵ J 的热量。注意事项：计算时要确保温度变化量的计算正确，单位统一为国际单位。幻灯片 5：基础计算题示例（二）—— 单一物质放热例题：质量为 0.5kg 的铁块，温度从 80℃降低到 20℃，放出了多少热量？[c 铁 = 0.46×10³ J/(kg・℃)]解题步骤：已知：m=0.5kg，t₀=80℃，t=20℃，c=0.46×10³ J/(kg・℃)求：Q 放计算温度变化量：Δt = t₀ - t = 80℃ - 20℃ = 60℃代入放热公式：Q 放 = cmΔt = 0.46×10³ J/(kg・℃)×0.5kg×60℃ = 1.38×10⁴ J答：放出了 1.38×10⁴ J 的热量。易错点提醒：温度变化量是初温减去末温，不要颠倒顺序。幻灯片 6：综合计算题示例（一）—— 混合物质的热量交换例题：将质量为 2kg、温度为 80℃的热水与质量为 3kg、温度为 20℃的冷水混合，不计热量损失，求混合后的共同温度。[c 水 = 4.2×10³ J/(kg・℃)]解题思路：热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即 Q 放 = Q 吸。解题步骤：设混合后的共同温度为 t。热水放出的热量：Q 放 = c 水 m 热 (t 热 - t)冷水吸收的热量：Q 吸 = c 水 m 冷 (t - t 冷)由 Q 放 = Q 吸得：c 水 m 热 (t 热 - t) = c 水 m 冷 (t - t 冷)约去 c 水，代入数据：2kg×(80℃ - t) = 3kg×(t - 20℃)解得：160℃ - 2t = 3t - 60℃，5t = 220℃，t = 44℃答：混合后的共同温度为 44℃。幻灯片 7：综合计算题示例（二）—— 利用热量计算物质比热容例题：质量为 1kg 的某种金属，温度从 20℃升高到 50℃，吸收了 1.38×10⁴ J 的热量，求这种金属的比热容，并判断可能是什么金属。解题步骤：已知：m=1kg，t₀=20℃，t=50℃，Q 吸 = 1.38×10⁴ J求：c温度变化量：Δt = t - t₀ = 50℃ - 20℃ = 30℃由 Q 吸 = cmΔt 得：c = Q 吸 /(mΔt) = 1.38×10⁴ J/(1kg×30℃) = 0.46×10³ J/(kg・℃)查表可知，该金属可能是铁。答：这种金属的比热容是 0.46×10³ J/(kg・℃)，可能是铁。幻灯片 8：比热容计算的常见错误分析错误类型 1：单位不统一表现：质量单位用 g 而不是 kg，导致计算结果错误。纠正：计算前需将质量单位统一为 kg，温度单位为℃，确保单位匹配。错误类型 2：温度变化量计算错误表现：升温时用 t₀ - t，降温时用 t - t₀，或混淆初温与末温。纠正：明确升温时 Δt = t - t₀，降温时 Δt = t₀ - t，仔细区分初温、末温。错误类型 3：公式应用错误表现：吸热时用放热公式，或遗漏公式中的某个物理量。纠正：根据过程判断使用吸热还是放热公式，牢记公式中各物理量的含义。幻灯片 9：比热容在生活中的应用 —— 调节气温海洋对气候的调节作用：海洋面积广大，水的比热容大。夏季，海洋吸收大量热量，使沿海地区气温不会过高；冬季，海洋放出大量热量，使沿海地区气温不会过低，从而减小了沿海地区的气温变化。城市人工湖与绿地：城市中修建人工湖和增加绿地面积，利用水和植物的比热容较大的特性，在夏季吸收热量降低气温，冬季放出热量提高气温，改善城市微气候，缓解 “热岛效应”。幻灯片 10：比热容在生产中的应用 —— 冷却与供暖工业冷却系统：工厂的大型机器（如发电机、内燃机）工作时会产生大量热量，常用水作为冷却剂。因为水的比热容大，升高相同温度能吸收更多热量，有效降低机器温度，保证机器正常运行。集中供暖系统：北方冬季的集中供暖系统以水为传热介质，通过锅炉加热水，热水在管道中循环，在室内散热片处放出热量。水的比热容大，降低相同温度能放出更多热量，提高供暖效率。幻灯片 11：比热容在农业中的应用 —— 保护农作物防冻措施：深秋或初春，为防止农作物受冻，农民常在傍晚向农田灌水。夜间温度降低时，水放出大量热量，使农田温度不会降得太低，保护农作物免受冻害；白天再将水排出，使土壤吸收热量升温。育苗技术：温室大棚中，通过控制棚内水分含量调节温度。水的比热容大，能稳定棚内温度，避免温度剧烈变化影响幼苗生长。幻灯片 12：比热容在科技中的应用航天器的热控系统：航天器在太空中运行时，向阳面温度极高，背阳面温度极低。热控系统中使用比热容较大的材料（如某些合金和相变材料），吸收或释放热量，维持航天器内部温度稳定。新能源储能技术：在太阳能、风能等新能源储能系统中，利用水或其他高比热容物质储存能量。白天吸收能量使温度升高，夜间放出能量使温度降低，实现能量的储存和释放。幻灯片 13：课堂练习选择题：质量相同的甲、乙两种物质，吸收相同的热量后，甲的温度升高了 10℃，乙的温度升高了 20℃，则下列说法正确的是（ ）A. 甲的比热容比乙大 B. 乙的比热容比甲大 C. 甲、乙的比热容相同 D. 无法比较比热容大小下列事例中，利用物体比热容大的特性的是（ ）A. 用铜做导线 B. 用铝做散热片 C. 用塑料做锅铲手柄 D. 用海水调节气候计算题：质量为 5kg 的水，温度从 25℃升高到沸腾（标准大气压下），需要吸收多少热量？[c 水 = 4.2×10³ J/(kg・℃)]质量为 2kg 的某种液体，温度从 30℃降低到 10℃，放出了 1.6×10⁴ J 的热量，求该液体的比热容。幻灯片 14：课堂总结计算方法：掌握比热容的吸热和放热公式，明确各物理量含义，注意单位统一和温度变化量的正确计算。综合应用：能解决混合物质热量交换、利用热量计算比热容等综合问题。实际应用：比热容在生活（调节气温）、生产（冷却与供暖）、农业（保护农作物）和科技（航天器热控、储能技术）中有着广泛应用，核心是利用不同物质比热容的差异或水的比热容大的特性。解题关键：理解热量计算的原理，准确分析物理过程，选择合适的公式，避免常见错误。幻灯片 15：课后作业书面作业：完成课本中关于比热容计算和应用的练习题，包括基础计算和综合计算。实践作业：调查家庭供暖或汽车冷却系统的工作原理，分析其中如何利用了比热容的特性。设计一个利用比热容知识解决实际问题的方案，如如何利用水来调节房间温度，写出方案要点。2024北师大版物理九年级全册10.3.2比热容的计算和应用第十章 机械能、内能及其转化授课教师： . 班 级： . 时 间： . 这是为什么呢？吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又是吐鲁番最热的地方，其地表温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度，空调都不用开 。 沙子的比热容较小，在吸放热相同时，温度变化较快。故而白天与晚上温差较大。谈起夏日海风，你知道白天风是从哪里吹向哪里？夜晚呢？水的比热容比泥土沙石的大，白天太阳照射时，海面温度上升得慢，陆地温度上升得快，陆地上方的热空气上升，海面上的冷空气补充，所以白天风从海面吹向陆地。夜晚海面温度下降较慢，陆地温度下降较快，海面上的热空气上升，陆地上的冷空气补充，所以夜晚风是从陆地吹向海面。钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？ 1.（多选）以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ ）A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B．生活中往往用热水取暖C．夏天洒水降温 D．滩涂湿地温差小ABD2.如图，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？夜晚降温时，由于水比热容较大，与其他物质相比，降低相同温度，放出的热量较多，对秧苗起了保温作用。1kg2kg1℃2kg1℃2℃4.2×103J2 × 4.2×103J2 × 2 × 4.2×103J质量温度变化吸收热量质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃，要吸收（或放出）4.2×103J的热量。水的比热容的物理意义：Q吸= cm(t-t0)如果知道有m kg水，加热前初始温度为t0 ℃，加热后温度为t ℃，那么它吸收了多少热量呢？如果水放出热量呢？Q放= cm(t0-t)要把2kg的水从20℃加热到100℃，至少需供给多少热量？已知：c=4.2×103J/（kg·℃），m=2kg，t0=20℃，t=100℃。求：Q吸。解：Q吸=cm（t-t0） =4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃） =6.72×105J。解：1．一个质量为250 g的钢件，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，这个钢件在冷却过程中放出多少热量?【钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃) 】Q放 = cm(t0-t)　 =0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃) =6.21×104 J。2．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到多少℃？注意：升高的温度△t和升高到的温度t有区别3．如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图像，前10min它吸收的热量是7.2×103J。求该物质的比热容。知识点11．[2025·惠州模拟]若汽车发动机的水箱中装有5 kg的水，水的初温是60 ℃，过一会儿水温显示为70 ℃，则水箱中水的温度升高了________℃，吸收的热量为______________J。 [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]10热量的计算公式2.1×1052. [新考法]一冰块先后经历了以下三个过程：①－10 ℃的冰到0 ℃的冰，吸收热量Q1；②0 ℃的水变为10 ℃的水，吸收热量Q2：③10 ℃的水到20 ℃的水，吸收热量Q3。已知c冰＜c水，在整个过程中质量保持不变，则(　　)A．Q1＜Q2＝Q3 B．Q1＜Q2＜Q3C．Q1＜Q3＜Q2 D．Q1＝Q2＝Q3A3．[2025·重庆模拟改编]“睡前常泡热水脚、舒筋活络百病消”。小明泡脚时，2.5 kg泡脚水从40 ℃下降到30 ℃，求水放出的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：水放出的热量Q放＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(40 ℃－30 ℃)＝1.05×105 J。4．[2025·常州模拟]已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，在一个标准大气压下，2 kg、20 ℃的水吸收了4.2×105 J的热量后，其温度升高了(　　)A．100 ℃ B．70 ℃C．50 ℃ D．30 ℃C知识点2用变形公式进行计算5．[2025·石家庄模拟改编]如图所示，“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入鱼和调制好的汤，鹅卵石放热使汤沸腾，完成烹饪。若质量为1 kg、初温为300 ℃的鹅卵石放出了1.6×105 J的热量，则其温度变为________℃。 [c鹅卵石＝0.8×103 J/(kg·℃)]1006．[2025·宿州模拟]用两个完全相同的电加热器给初温相同、质量相等的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此可知物质甲的比热容是___________J/(kg·℃)。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]2.1×1037. [跨学科·数学　2025·洛阳模拟]甲物体的质量为2 kg，乙、丙两物体的质量均为1 kg，三个物体温度均升高1 ℃，吸收的热量如图所示，则乙的比热容为________J/(kg·℃)；甲、丙的比热容之比为________。1 2001∶28．在1标准大气压下，若壶里的水从20 ℃加热至沸腾吸收的热量是1.68×105 J，则壶里水的质量为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]易错点睛：不要忽略在1个标准大气压下水的沸点是100 ℃。9．[2025·苏州模拟]水的比热容是煤油比热容的2倍，水和煤油升高的温度之比为3∶2，水和煤油吸收的热量之比为3∶2，则水和煤油的质量之比为(　　)A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2A10．已知铜的比热容小于铝的比热容，则质量、初温都相同的铜块和铝块在放出相同热量后再相互接触，热传递的方向是____________________(填“从铜块传递给铝块”或“从铝块传递给铜块”)。从铝块传递给铜块11.[中考趋势题　2025·广州模拟]如图1所示，在比较不同液体的比热容大小的实验中，规格相同的容器装了等质量的液体，忽略过程中热量散失，相同时间两杯液体吸热相同，得到如图2所示的液体温度与加热时间的图像。(1)图1乙中温度计示数为________℃。37(2)比较甲、乙两杯液体升温的快慢：________(填“甲快”“乙快”或“一样快”)。(3)两杯液体的比热容：c甲____(填“＜”“＝”或“＞”)c乙，依据是_____________________________________________________。一样快＝质量相同的甲、乙两种液体吸收的热量相同时升高的温度相同12.[[跨学科·体育　2025·蚌埠模拟]在物理学中，热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”，符号是J；另一种是“卡路里”，简称“卡”，符号cal，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个标准大气压下，将1 g水温度升高1 ℃所需要吸收的热量为1 cal。(1)小明每天健步走消耗的热量约为6.3×105 J，相当于消耗多少卡热量？(2)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60 kg的运动员体温下降0.1 ℃，求汗水蒸发吸收的热量。人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的比热容相等，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。运动员的体温下降 0.1 ℃放出的热量：Q放＝c人m人Δt′＝c水m人Δt′＝4.2×103 J/(kg·℃)×60 kg×0.1 ℃＝2.52×104 J，由题意可知，汗水蒸发吸收的热量为2.52×104 J。13.[高阶思维　2025·宿迁模拟]对0.5 kg的某固体均匀加热(假设被加热物体在单位时间内吸收的热量相同，不考虑质量的影响)，其温度随时间变化的图像如图所示。由图可知，它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是______；该物质在熔化过程中温度不变，内能______；已知该物质固态时的比热容为2×103 J/(kg·℃)， 则它在熔化过程中吸收的热量为________J。1∶4增大3×104比热容的应用和计算比热容的计算其他物质比热容的应用比热容的应用水的比热容的应用公式求热量求质量求比热容谢谢观看！