【正文】 湖水都降到0℃而結(jié)冰，實(shí)際情況為什么不是這樣呢? 原來，水的熱膨脹有它的特殊性。水在4℃以上，跟一般的物體一樣，是熱脹冷縮的，但在0℃到4℃之間卻是熱縮冷脹的，因此，4℃的水無論溫度升高或降低，體積都要增大，密度都要減?。簿褪钦f，水在4℃的時(shí)候，密度最大。 現(xiàn)在我們分析湖水結(jié)冰的情況。氣溫下降時(shí)，湖面的水溫度也要降低。在4℃以上時(shí)，由于熱脹冷縮，湖面溫度較低的水，密度較大?要下沉；底部溫度較高的水，密度較小，要上升，這樣，湖面較冷的水和底部較暖的水，它們的溫度很快就會(huì)達(dá)到一致了。湖面的水，當(dāng)溫度降低到4℃以下時(shí)，由于熱縮冷脹，密度反而減小，不再下沉，也就不再形成對(duì)流了。因此，湖面冷卻而結(jié)了冰，而底部水的溫度仍然可以保持4℃，魚類仍舊可以自由自在地游來游去。第四節(jié) 物質(zhì)的比熱容勵(lì)志名言Everything ought to be beautiful in a human being：face，anddress，andsoul，andideas ——Chekhov人的一切——面貌，衣著，心靈和思想，都應(yīng)該是美好的。 ——契訶夫目標(biāo)導(dǎo)航1．知識(shí)與技能 (1)了解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種特性；(2)嘗試用比熱容解釋簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象。2．過程與方法 (1)通過探究，比較不同物質(zhì)的吸熱能力；(2)了解利用比熱容解釋海邊與沙漠晝夜溫差問題，了解熱島效應(yīng)。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀利用探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)腦筋想辦法解決問題的能力。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)是比熱容的概念。難點(diǎn)是理解比熱容。星級(jí)提速★1． 叫做物質(zhì)的比熱容。一杯水，若倒掉一半，則剩余水的密度將會(huì) (選填“變大”、“變小”或“不變”，下同)；剩余水的比熱容將會(huì) 。2．水的比熱容是 J/(kg℃)，其物理含義是 。3．物質(zhì)的比熱容只與物質(zhì)的 和 有關(guān)。4．關(guān)于比熱的概念，下面哪一句是正確的 ( )A．物質(zhì)的溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱B．物質(zhì)的質(zhì)量越大，它的比熱越大C．某種物質(zhì)吸收或放出的熱量越多，它的比熱越大D．各種物質(zhì)都有自己的比熱，比熱是物質(zhì)的特性之一5．水的比熱較大的這一特性，以下說法中不正確的是 ( )A．在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化比泥土、砂子的慢B．對(duì)氣溫變化無影響C．培育秧苗時(shí)，為使秧苗夜間不致凍死，可在傍晚時(shí)向秧田里多灌一些水D．沙漠地區(qū)晝夜溫差變化大6．關(guān)于比熱容下列說法正確是 （ ）A．物質(zhì)吸收的熱量越多，其比熱容越大B．物質(zhì)的溫度越高。其比熱容越大C．物質(zhì)的比熱容與它的質(zhì)量、溫度、吸收或放出的熱量的多少有關(guān)D．由于水比砂石的比熱容大，所以內(nèi)陸地區(qū)在一天之內(nèi)氣溫變化比沿海地區(qū)大7．在非洲撒哈拉大沙漠的氣候非常惡劣，特別是與沿海相比晝夜溫差很大，其主要原因是砂石比水具有較小的 ( )A．熱量 B．比熱容 C．密度 D．質(zhì)量8．甲、乙為質(zhì)量相等的兩種液體，用相同容器、相同的電加熱器進(jìn)行加熱，得出甲、乙的溫度與加熱時(shí)間的圖線，如圖所示。由此可得甲、乙兩物質(zhì)的比熱容c甲、c乙大小的關(guān)系是 ( ) A. c甲c乙 B．c甲c乙 C．c甲＝c乙 D．無法判斷9．下列說法正確的是 （ ）A．燒開一滿壺水需要提供的熱量比燒開半壺水需要的熱量多B．一杯水喝得只剩一半，杯內(nèi)的水的比熱容降為原來的一半C．質(zhì)量相同的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度吸熱多的物質(zhì)比熱容大D．水和冰屬同種物質(zhì)，比熱容就相同10．下表是幾種物質(zhì)的比熱容。請(qǐng)找出表中的規(guī)律，寫出三條。幾種物質(zhì)的比熱容[J／(kg℃)]水 103酒精 103煤油 103冰 103蓖麻油 103砂石 103鋁 103干泥土 103鐵/鋼 103銅 103水銀 103鉛 103 (1) ； (2) ； (3) 。11．如圖所示，兩燒杯中盛有等質(zhì)量的水和煤油，且用相同的火焰加熱： (1)若使水和煤油都升高相同溫度，則 需要加熱時(shí)間長(zhǎng)。 (2)這表明 相等的不同物質(zhì)升高 溫度時(shí)，吸收的熱量一般是 的，這是由不同物質(zhì)的 不同決定的，它反映了物質(zhì)的一種 。12．許多公園里都設(shè)有供游人休息的石凳或木椅，在夏日陽光的照射下，用手摸石凳和木椅，感到石凳比木椅熱。對(duì)于這種現(xiàn)象的原因，張揚(yáng)同學(xué)提出了以下幾種假設(shè)： A．石頭比木頭的溫度高 B．石頭比木頭的比熱容小 C．石頭比木頭的密度大 D．石頭比木頭傳熱快 (1)對(duì)這幾種假設(shè)，你認(rèn)為正確的是 。 (2)為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)是否正確，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，并簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)步驟。 13．某同學(xué)家住在海邊北岸使幾公里處，長(zhǎng)期發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，他家白天總刮北風(fēng)，而到了夜晚卻變成了南風(fēng)。請(qǐng)你幫他解釋一下這個(gè)問題。星級(jí)提速★★14．現(xiàn)代建筑出現(xiàn)一種新設(shè)計(jì)：在墻面裝飾材料中均勻混入小顆粒狀的小球，球內(nèi)充人一種非晶體材料，當(dāng)溫度升高球內(nèi)材料吸熱，當(dāng)溫度降低球內(nèi)材料放熱，這一過程使得建筑物內(nèi)溫度變化很?。畡t你認(rèn)為這種材料應(yīng)具有的特性是 ( )A．密度大 B．密度小 C．比熱容大 D．比熱容小15．已知銅、鐵、鋁的比熱容依次增大，質(zhì)量相等的銅、鐵、鋁三塊金屬塊，吸收相等的熱量后，則 ( ) A. 銅的溫度將最高 B．鐵的溫度將最高 C. 鋁的溫度將最高 D．無法判斷16．下列說法中，正確的是 ( ) A. 發(fā)動(dòng)機(jī)用水來冷卻效果好，是因?yàn)樗Y源最豐富 B．同種物質(zhì)在不同狀態(tài)下的比熱容一般是不同的 C．用水煮餐具，給餐具消毒，是利用水的比熱容大 D．內(nèi)陸地區(qū)氣溫變化比沿海地區(qū)氣溫變化顯著是因?yàn)樗谋葻崛荼饶嗤列?7．甲、乙兩種物質(zhì)，質(zhì)量之比為4：1，放出的熱量之比是3：1，則它們的比熱容之比和降低溫度之比分別是下列四種情況，可能滿足題設(shè)條件的是 ( )①1：1 3：4 ②2：1 1：3 ③1：2 3：2 ④1：3 9：4A．①② B．①③④ C②③ D．①②④18．mA=mB，被加熱到相同溫度后分別放入等質(zhì)量的水中，A使水溫升高10℃，B使水溫升高20℃，且水初溫相等，設(shè)AB比熱分別為cA、cB，則 ( )A．cA=cB B．cB=2 cA C. cB 2 cA D．cA cB 2 cA19．現(xiàn)給一定質(zhì)量的水加熱，其溫度與時(shí)間的關(guān)系如圖中的a所示。若其他條件不變，只將水的質(zhì)量增加，則溫度與時(shí)間關(guān)系圖線正確的是 ( ) A．a(chǎn) B．b C．c D．d20．質(zhì)量相等的金屬塊A和B，放在沸水壺中煮10min后取出，馬上分別投入質(zhì)量相同、溫度也相同的兩杯水里，到兩杯水的溫度不再升高時(shí)，測(cè)量發(fā)現(xiàn)放A的水溫高于放B的水溫，則 ( ) A．金屬塊A的比熱大 B．金屬塊A原來的溫度較高 C．金屬塊A有較多的熱量 D．金屬塊A有較好的導(dǎo)熱性21．為了比較水和煤油的比熱容，小亮在家里做了下面的實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)相同的塑料瓶?jī)?nèi)分別放入質(zhì)量相等，初溫都是室溫的水和煤油。在瓶口扎上氣球，將它們同時(shí)浸入熱水中，如圖所示。 (1)觀察到的現(xiàn)象是： 瓶口的氣球膨脹得大些。(2)氣球膨脹的大小決定于水和煤油 。(3)要使兩氣球膨脹的大小相同，應(yīng)對(duì) 加熱的時(shí)間長(zhǎng)些。(4)此實(shí)驗(yàn)表明 比 的比熱容大些。22．為了研究物質(zhì)的某種特性，某小組的同學(xué)先做如下實(shí)驗(yàn)：他們?cè)诩住⒁覂芍煌耆嗤臒蟹謩e放入100g和200g的溫水，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓它們自然冷卻，并利用溫度計(jì)和計(jì)時(shí)器測(cè)量水的溫度隨時(shí)間的變化情況。記錄數(shù)據(jù)分別如表一、表二所示。(設(shè)甲、乙兩杯水每分鐘放出的熱量相等) 表一 m1=100g 表二 m2=200g時(shí)間（min）0246810121416時(shí)間（min）048121620242832溫度（℃）363534333231303030溫度（℃）363534333231302828降低的溫度（℃）012345678降低的溫度（℃）012345678(1)分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩杯水所處環(huán)境的溫度是 的(選填“相同”或“不同”)。(2)分析比較表一(或表二)中第一行和第三行的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得的初步結(jié)論是： ，放出的熱量與降低的溫度成正比。(3)分析比較表一和表二中的第三列、第四列、第五列等數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是： 。星級(jí)提速★★★23．在相同的加熱條件下，對(duì)質(zhì)量為m比熱容為c1的物體A和質(zhì)量為m比熱為c2的物體B均勻加熱；物體A、B的溫度隨加熱時(shí)間的變化情況如圖所示，根據(jù)圖象分析可推斷出正確的結(jié)論是 ( )A．若c1=c2，則m1m2 B．若c1c2，則m1m2C．若m1=m2，c1c2 D．若m1m2，則c1c224．小明與小芳同學(xué)為了研究泡沫塑料和棉絮的保溫性能好壞，兩人設(shè)計(jì)并做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他們用這兩種材料分別包著裝有熱水的密閉燒瓶，讓它們自然冷卻，利用溫度計(jì)和計(jì)時(shí)器定時(shí)測(cè)量?jī)蔁恐械乃疁仉S時(shí)間變化的情況。 (1)為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，還應(yīng)考慮影響水溫變化的其他因素，即保持燒瓶相同、水的初溫相同、環(huán)境因素相同和 相同。 (2)按照計(jì)劃操作，小明和小芳同學(xué)把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的時(shí)間和溫度數(shù)據(jù)填在下列表格中：時(shí)間t/min010203040…150180泡沫塑料組水溫T1/℃8064555041…2120棉絮組水溫T2/℃8056433228…2020分析上表數(shù)據(jù)可知：他們實(shí)驗(yàn)時(shí)的室內(nèi)溫度是 ℃。經(jīng)過40min后，泡沫塑料包的燒瓶水溫降低了 ℃；而棉絮包的燒瓶水溫降低了 ℃。由此可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是： 。 (3)除了采用相同時(shí)間內(nèi)觀察水降低的溫度來比較這兩種材料的保溫性能外，根據(jù)上表數(shù)據(jù)你還可以采用 方法來比較這兩種材料的保溫性能。24．兩個(gè)等體積的銅球，初溫相等，讓它們降低相等的溫度，甲球放出的熱量是乙球的2倍，能否判斷出甲、乙兩球誰是空心的？25．將裝有熱奶的奶瓶放入室溫的水中，圖容器中的水溫約為20℃，熱奶約為90℃，經(jīng)過一段時(shí)間，再測(cè)量一下容器的溫度和奶瓶中熱奶的溫度均為40℃。試在坐標(biāo)系中分別畫出容器中水的溫度和奶瓶中熱奶的溫度隨時(shí)間變化的大致圖象?！救の段锢怼? 比熱的測(cè)定如果在熱傳遞過程中沒有熱損失，那么高溫物體放出的熱量總等于低溫物體吸收妁熱量，即Q吸＝Q放在某一系統(tǒng)中，若參與熱傳遞、熱交換的物體有多個(gè)，那就將吸熱物體各自吸收的熱量相加，記作Q吸總，即Q吸總＝c1m1tl＋c2m2t2…＋mntn，將效熱物體各自放出的熱量相加，記作Q放總，即Q放總＝c39。1m39。1t39。l＋c39。2m39。2t39。2…＋c39。Rm39。Rt39。R，它們之間應(yīng)滿足Q吸總＝Q放總。此式稱作熱平衡方程。我們可根據(jù)熱平衡方程，利用混合法測(cè)定物質(zhì)的比熱容。Q吸總＝Q放總是在沒有熱損失的條件下才成立的，故在將吸熱物體和放熱物體混合時(shí)，應(yīng)盡量減少熱損失。量熱器是利用混合法測(cè)物質(zhì)比熱容的常用實(shí)驗(yàn)儀器，在構(gòu)造上考慮盡量防止熱傳遞。量熱器是由一個(gè)大筒(常用膠木或玻璃制成)、一個(gè)小筒(常用鋁或銅制成)，木支架、筒蓋(常用膠木或塑料制成)組成。筒蓋上有兩個(gè)小孔，可插入攪拌器和溫度計(jì)。小筒放在大筒內(nèi)的木支架上，而且大小筒之間留有空際，支架和大筒選用熱的不良導(dǎo)體，這樣可防止熱傳導(dǎo)散熱。將筒蓋蓋緊可防止對(duì)