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)

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语音讲解-比热容.mp36:36

来自中考笔记

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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。

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同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？

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是不是海水多，把吸收的热量分散了？

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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？

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实验：比较不同物质的吸热情况

设计实验记录表格

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物质种类

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质量

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0分时温度

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2分时温度

4分时温度

6分时温度

8分时温度

食用油

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相

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同

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水

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实验操作

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。

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实验分析

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。

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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。

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。

比热容

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。

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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。

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）。

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）

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比热容常识

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

由可知，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。

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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。

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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。

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。

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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。

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由可知，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。

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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。

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参考资料

人教版九年级物理全一册

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沪科版九年级物理全一册

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B站：-DSTBP-

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