教學課題探究──物質的比熱容
儀器材料鐵架臺(2個)、500l的燒杯2個,同規格的加熱器2個,攪拌器2個,秒錶,量筒,溫度計2只,水,煤油等。
教學目標
(1)知識與技能
①知道熱量及其單位。
②知道比熱容的概念,會用比熱容的知識分析、判斷有關問題。
③會查物質的比熱容表。
(2)過程與方法
①通過對不同物質的吸熱本領不同的實驗探究,體會科學的探究過程,學習科學探究的常用方法──控制變數法,培養科學探究的能力。
②通過查比熱容表知道不同物質的比熱容一般不同,學習利用物理知識解釋日常生活中實際問題的方法。
(3)情感、態度與價值觀
①通過實驗探究物質比熱容的過程,使學生獲得科學探究的樂趣,培養學生實事求是的科學態度,認識科學探究在物理學發展中的重要作用。
②通過比熱容知識的廣泛應用,使學生認識科學、技術和社會之間的關係,培養學生將科學服務於人類的意識。
教學過程教師活動設計學生活動設計
激趣設疑,創設學習情境教師設問:夏天在海邊的沙灘上行走時腳底會感覺很燙,可若踩在海水裡就會比較涼,你知道其中的物理道理嗎?思考、討論
1、熱量複習提問:改變物體內能的方法有幾種?分別是什麼?把一杯熱水放到冷水中冷卻,會使熱水變冷,冷水變熱,在這,物體內能如何改變?它們與吸熱、放熱有何關係?
引導分析:可以用熱量來量度物體內能的變化,引入熱量。
教師設問:怎麼區別“內能”與“熱量”?
分析:(打比方)把熱量喻成禮品,內能比成枇杷。
例如:小明家去年從樹上只摘得一箱枇杷,他把枇杷送給鄰居了,那這箱枇杷就成了禮品。今年他家的枇杷大豐收了,說成他家裡的禮品也大大增加了,行不?
內能既然是一種能量,說明熱量的國際單位也是能量的國際單位──焦耳,簡稱焦()。思考回答:兩種
分別是做功和熱傳遞。
在熱傳遞中,物體吸熱,內能增加,吸收多少熱量,內能就增加了多少,
物體放熱,內能減少,放出了多少熱量,內能就減少了多少。
思考回答:熱量是指內能的變化量。
只有送出去的枇杷才稱為禮品。所以內能變化了多少才是熱量。
2、實驗探究
①提出問題
②大膽猜想教師設疑:物體在溫度變化時,吸收的熱量與哪些因素有關?
引導學生猜想並組織討論。思考並提出問題:不同種類的物質,吸熱的本領一樣嗎?
猜想:
①可能與物體的溫度變化有關
②可能與物質的種類有關
③可能與物態有關
④可能與質量有關
③設計實驗在設計實驗時,引導學生學會控制變數法,教師給予指導。
教師要對實驗步驟進行必要的演示,並指導學生設計好記錄資料的表格。
實驗
次數物
質
名
稱質量
/g加熱
時間
/in初溫
/℃末溫
/℃吸收熱量
(多
少)
1水
煤油
2水
煤油
引導學生對實驗資料進行分析,得出結論:
質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間,使它們吸收相等的熱量,煤油上升的溫度較高;要使它們上升相同的溫度,對水加熱的時間更長一些,水吸收的熱量更多一些。
水的吸熱本領比煤油的大。不同種類的物質,吸熱的本領是不一樣的。設計實驗,學會控制變數法。
學生分小組設計並討論後交流。
實驗器材:鐵架臺(2個)、500l的燒杯2個,同規格的加熱器2個,攪拌器2個,秒錶,量筒,溫度計2只。
實驗步驟:取兩個相同的燒杯,甲杯裡裝400克水,乙杯裡裝200克水,使它們都處於室溫,給它們加熱到沸騰,觀察加熱的時間是否相同;
接著拿同樣多的水400克,甲杯加熱到100℃,乙杯加熱到80℃,觀察加熱的時間是否相同;
取400克的水和煤油分別加到燒杯中,給它們加熱相同的時間,觀察它們升高的溫度是否相同。
學生進行分組探究實驗,並隨時記錄好資料。
在對實驗資料分析的基礎上,通過小組討論的形式得出結論。
3、比熱容
①引入目的
②定義
③單位
④比熱容表引入目的:為了表示不同種類的物質在質量和溫度變化量相同時,所吸收或放出的熱量一般不同的性質而引入的。
啟發類比:(先研究一個社會問題:人的飯量)
某班有30位女生30天吃了糧食720斤,20位男生20天吃糧食400斤,問誰的飯量大?
應該取相同的條件進行比較,質量取單位質量(1g),溫度變化量取1(1℃),比較起來較方便,由此得出比熱容的定義。
比熱容(c):單位質量的某種物質溫度升高(或降低)1(1℃)所吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質的比熱容。
通過類比飯量的單位給予說明,比熱容的單位是複合而成的;然後提出其國際單位是/(g),
常用單位/(g℃),分別讀做焦耳每千克開,焦耳每千克攝氏度,並且國際單位和常用單位是相等的。
1 /(g℃)=1 /(g)
教師提出問題:
①一杯水和一桶水的比熱容誰大?
②把一塊鐵皮分成大小不等的兩塊,哪塊的比熱容大些?每塊和整塊比,其比熱容有無變化?
學生閱讀比熱容表回答下列問題:
①在表中找出比熱容最大的是哪一種物質?它的比熱容是多少?物理意義是什麼?
②冰的比熱容是多少?水的比熱容是冰的多少倍?
③不同物質的比熱容一定不同嗎?(比較冰和煤油)同種物質的比熱容一定不變嗎?(比較水和冰)
比熱容反映了物質的什麼特性?思考為什麼要引入。
思考如何比較不同物質的吸熱本領不同。
求得:女生0.8斤/(人天)
男生1斤/(人天)
理解比熱容的意義、單位及其讀法。
思考:在比熱容的定義中涉及到的是溫度變化量。由關係T=t+273可知,T1—T2=(t1+273)—(t2+273)=t1—t2
即它們的溫度變化量是相同的。
思考回答:
①一樣大
②一樣大,無變化
因為比熱容是物質本身的一種性質。
通過查比熱容表,知道了常見的一些物質的比熱容,然後回答問題:
①比熱容最大的是水,為4.2×103 /(g),物理意義是1g水溫度升高(或降低)1所吸收(或放出)的熱量為4.2×103。
②冰的比熱容是2.1×103 /(g)。水的比熱容是它的2倍。
③不同物質的比熱容可能相同,而同種物質的比熱容可能變化。(比熱容跟物質的種類、物態有關)比熱容反映的是物質的吸、放熱本領。
4、水的比熱容較大這一特性的應用教師提出問題:
①汽車發動機的冷卻系統為什麼要用水?
②北方地區冬季供暖和熱水袋裡為什麼要用水?
③為什麼夏天住在海邊不覺得熱,冬天不覺得冷?
④為什麼沿海地區晝夜溫差小,而內陸地區晝夜溫差卻比較大?
教師引導學生可以通過簡單的`計算質量都為1g的水和幹泥土吸收(或放出)4.2×103 的熱量,比較水和幹泥土升高(或降低)的溫度的大小。
教師再設問:夏天在海邊的沙灘上行走時腳底會感覺很燙,可若踩在海水裡就會比較涼,請你說說其中的物理道理。學生思考、討論並解釋:
①因為水的比熱容較大,一定質量的水升高一定溫度可吸收較多的熱量。
②一定質量的水降低一定溫度能放出的熱量比較多。
③夏天,太陽照到海面上,海水在升溫過程中吸收大量的熱,所以不覺得熱;冬天,海水由於外界溫度太低而要放出大量的熱,使氣溫不至於降得太低,所以不覺得冷。
④沿海水多,內陸砂石、泥土多,水的比熱容比泥土、砂石的大,白天當它們吸收相同的熱量後水溫升高較小,砂石、泥土的溫度升高較大;而夜晚放出相同的熱量後砂石、泥土又會降得較多。
思考,討論後學生自行交流。
小 結引導學生複習總結:
1、熱量的概念。
2、實驗探究(設計實驗,學會控制變數法)
3、比熱容:(1)引入的目的;(2)定義;(3)單位;(4)比熱容表。
4、水的比熱容較大這一特性的應用。
課後作業課後第1題~第3題
教學反思在教學中從提出問題到通過設計實驗、實驗探究、收集實驗資料、分析比較、得出結論:不同種類的物質吸熱本領不同。這樣突出了新課程理念,注重科學探究式學習,使學生體驗了科學探究的基本過程,學習了科學探究的方法,掌握了科學探究的基本技能,提高了學生的科學探究能力,加深了對一些概念的理解,通過應用水的比熱容較大的知識解釋了一些生活中常見的問題,既有利於培養學生的分析問題、解決問題的能力,也進一步理解了這節課的基本內容,還有利於激發學生的學習興趣,較好地體現了“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本哩念。
備註遇到一些較難懂的知識一定要儘量與生活、社會常識聯絡起來,這樣既可以調動學生的積極性,也可以使學生對知識有更深層次的理解。