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一、实验目的
用相同规格加热器给质量相同的不同物质加热相同时间,比较它们温度升高的多少,认识比热容;或对它们加热到相同温升,比较加热时间(吸收热量)。
二、实验原理
- 物体吸收的热量 Q = c m Δt。c 为比热容,表示单位质量升高 1℃ 吸收的热量。
- 用相同加热器(功率 P 相同)加热相同时间 t,吸收热量 Q = P t 相同;质量 m 相同则 Δt = P t / (c m):c 越小,升温越快。
- 常见物质比热容:水 4.2、食用油 2.1、干沙 0.9(×10³ J/(kg·℃))。水的比热容最大,升温最慢。
控制变量:质量相同、吸收热量相同 → 比较 Δt(或温升相同 → 比较加热时间/吸热)。
三、实验器材
两个相同烧杯、相同规格的电加热器(功率 P 可调、两侧共用同一电源同时加热)、温度计(玻璃泡浸没在液体中)、天平、Timer、水/食用油/干沙、本互动课件(同时加热两侧,实时显示温度、Δt 并绘制"加热时间—温度"图像)。
四、实验步骤
- ① 两侧烧杯装入质量相同的两种物质,初温相同(20℃)。
- ② 选相同加热器功率 P,点"开始加热",加热相同时间。
- ③ 比较两侧温度升高 Δt:升温慢的物质比热容大。
- ④ 也可"加热到相同温升",比较哪侧先达到,先达到者吸热少(c 小)。
五、互动模拟
💡 选左右两侧物质(水/油/沙)、质量、加热功率;点"开始加热"两侧同时受热,温度计上升,对比相同时间内的温升 Δt。下方图像实时描出"加热时间—温度"曲线,可直观看到水升温最慢(比热容最大)。
左侧物质:
右侧物质:
m = 0.20 kg
P = 40 W
左 Δt = 0.0 ℃(c=4.2)
右 Δt = 0.0 ℃(c=2.1)
结论:升温慢者比热容—
| 次数 | 物质 | 质量 m / kg | 功率 P / W | 时间 t / s | Δt / ℃ | 比热容 c |
六、探究结论
- 质量相同、吸收相同热量时,比热容小的物质升温快(Δt 大),比热容大的升温慢。
- 水的比热容最大,常用作冷却剂、取暖介质;沙石比热容小,昼夜温差大。
- 升高相同温度时,比热容大的物质需要吸收更多热量(加热时间更长)。
七、注意事项
- 必须用相同规格加热器且同时加热,保证两侧吸收热量相同(控制变量)。
- 两种物质质量要相等,初温尽量相同;用玻璃棒搅拌使受热均匀。
- 温度计玻璃泡要浸没在物质中,不碰杯底杯壁,读数时视线平齐。