同样的日照条件下,为什么沙子和海水的温度不一样?(比热容)

[复制链接]
% }( X* f% Z, o
* U! o8 e6 [ f0 u* u) z
: \. b: p- _' }" h5 w: \) R
语音讲解-比热容.mp36:36
' f% [7 ~( u0 l6 E7 G# U
来自中考笔记
& ~& ]! {9 t9 j# l: w
, @. {* p, ?, N5 W/ d
$ X& p i+ K( d: Z
+ t6 t( e/ L! h2 v4 v; L8 R% C# o

烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的。

7 {; J( Q( g0 F6 A7 o* M* s* A

同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样?

2 o. ]1 U& r+ c7 [* i; }

是不是海水多,把吸收的热量分散了?

, k9 e8 c# x+ Y' e) h1 n

那我们就用相同的热源,给相同质量的两种物质加热,看看结果会如何?

( k5 M% E- T, H

实验:比较不同物质的吸热情况

& C; n% p* A* n& k, |4 a3 _; T
, M) u5 }( \; Y. s, ]$ W/ p b8 H' C0 m

设计实验记录表格

! F1 K! x3 E, o0 _% t W) m9 W
" a r+ n I* \/ Z- c
* \( I, c( p: F* `% U9 l
/ V4 t B" l% _, z) ^/ ?1 N

物质种类

# p* D2 s- R' k1 X9 a4 Q3 Y. q' h5 n2 O

质量

; Y6 T. i% O* M3 f5 M/ B. O

- O. v/ g" S* t

0分时温度

3 U( B2 R* R. d9 C

/ P3 \8 v8 `1 I4 z

2分时温度

' `5 C9 ]* N1 D% M% i, _% V& f0 Z

4分时温度

: O1 `- L( Z( [$ q; j2 {9 s

6分时温度

7 U8 c$ \& z2 J3 ]3 B# a

8分时温度

% @0 {: v* b# y( S" G

食用油

' @0 V. C1 E. P) V; f' H. L

, Y6 z5 ^" Y( [

9 A. J7 O" q' E

6 N# X+ j. E) ?
7 a! x/ r8 d& t9 V1 A; U2 \0 X% n1 N
) k/ S) x! }5 x1 t
/ h( V u* f3 a/ D% v) e5 C3 p: {

实验操作

$ u$ j0 p7 V/ y" {

首先,用两个规格相同的烧杯、天平和砝码,称取质量相同的水和食用油,然后把两个规格相同的电加热器串联在一起(保证加热时间相同),连同两个规格相同的温度计分别插入水和食用油的中央(烧杯、电加热器和温度计不要互相接触),再准备一只秒表,当水和食用油的初温相同时开始加热计时,每隔两分钟记录下两个温度计的示数,填入表格。

! H* M6 C9 n$ c1 E) a3 i' |9 W

实验分析

. S# ~% K" {# L5 r y, {+ V

因为无法直接测量吸收的热量,所以我们必须用转换法进行转换。由于两个电加热器的规格相同,所以加热时间相同,放出的热量就相同;加热器处于液体中央的加热部分相同,所以可以认为物质吸收的热量也相同。这样,我们就可以用加热时间的长短来间接反映吸收热量的多少。

0 W8 ]5 j6 b! I# ~

通过实验观察和表格数据分析可知:加热时间相同,食用油升高的温度高;升高相同的温度,水的加热时间长。

7 R% J N2 A/ r7 y

由此我们可以推测:相同质量的不同物质,吸收了相同热量之后,温度变化不同。

- O9 x- |$ o" A' C, m. f9 Y

比热容

2 }' {& O" @' Z2 L2 D8 B" D4 b

物理学家经过大量的实验证明:就像密度一样,每种物质还有一个可以反应自身性质的物理量 —— 比热容。

4 b- t) v. S. |( e. c

物理学规定:一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容

3 w4 o+ |4 {; x) p- ~

; _6 [3 @6 }. z1 l/ J. z

表示吸收或放出的热量,单位是焦耳(J); 表示质量,单位是千克(kg);表示升高(或降低)的温度,单位是 °C;表示初温,表示末温); 表示比热容,单位是焦每千克摄氏度( J/(kg · °C)。 " A8 l5 _) o9 Q) i5 n. ~0 \

在比热容公式中含有4个变量,知道其中3个变量,就可以求出第4个变量。(有时是5个变量,知道其中4个,就可以求出第5个)

4 l% C+ e' ?& I2 d9 G

比热容常识

, t: ]+ b: @+ S6 k
不同的物质,比热容一般不同,但煤油和冰的比热容相同。液体的比热容较大,固体或金属的比热容较小。水的比热容最大,是冰的二倍。

比热容的应用

/ Y( n0 l4 e0 M M; _2 ?" f! U2 J

可知,当质量和热量不变时,温度的变化量与比热容成反比。也就是说,质量相同的不同物质,当吸收或放出同样的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。因此,比热容大的物质对调节温度有很好的作用。

: O1 r% ^1 G6 ], N$ h5 Y
+ [2 k( @; T- B% S+ B- i

水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候,水可以吸收或放出很多的热量,但水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成严重损害。

# q: x+ a0 u+ H n J- h
$ {. J6 G$ }$ e+ a$ ]/ f+ N

电脑CPU的水冷风扇,用水作为散热介质。是因为水的比热容较大,吸收较多的热量时,水的温度并不会升很高,也就保证电脑CPU不会过热。

! u% s8 K0 T+ ~, w
9 [7 D9 ~1 M1 [: Z5 c" U

水的比热容是沙石的4倍多,如果吸收或放出的热量相同,水的温度变化比沙石小得多。所以,同样的日照条件,沙子和海水的温度不一样。

" r0 U+ [# \" ?9 D( M
% n+ e6 _$ R% H" J

夏天,阳光照在海上,尽管海水吸收了许多热量,但是由于它的比热容较大,所以海水的温度变化并不大,海边的气温变化也不会很大。而在沙漠,由于沙石的比热容较小,吸收同样的热量,温度会上升很多;放出同样的热量,温度会下降很多,所以沙漠的昼夜温差很大。因为海边昼夜温差较小,所以海边更适于居住。

+ _6 G) n% R0 [/ Y- `$ z
l5 r1 Y7 @( l, X# p8 [

可知,当质量和温差不变时,热量与比热容成正比。水的比热容较大,与其他物质相比,降低相同的温度,水放出的热量较多。所以我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。

F* ^8 t* ]9 x6 g' M
) o, Z# @3 g3 {6 W

培育秧苗时,常常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出。这是因为在夜间温度下降时,水会放出较多的热量,保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏。

, E6 `9 {6 y8 p( I

参考资料

* r3 z6 s0 Y6 |. R! L+ s/ ^

人教版九年级物理全一册

) _; d y: W& S9 M

沪科版九年级物理全一册

% j1 T2 _# a5 U

B站:-DSTBP-

. M5 `6 u0 e1 F/ D& X
9 _) y$ Y% a: W' U6 M ; z" W8 I) m- M7 U) @3 Q& B o+ @/ d/ I8 I' g' x1 b ! r R' f' Y' O0 e$ S2 q3 p5 X . L5 Y' q1 }: m/ d: {* F4 Z; C
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
阳阳的爸
活跃在2024-11-30
快速回复 返回顶部 返回列表