物质的吸热能力与比热容.doc

物质的吸热能力与比热容
比热容是物质的一种热学属性，与学生的生活密切相关，初中物理课程标准“通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象”。对比热容的要求属于“了解”水平。但明确要求让学生通过实验，观察物理现象的过程中发现这一属性。同时强调物理知识的应用，及其与生活和社会的联系。
我们教学时，一般也按照多数教材从吸热本领大小这一方面，通过实验探究“比较不同物质的吸热能力”，观察实验现象得出质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不同的结论，引入的比热容这一物理概念。比热容概念本身就使学生感到很陌生；又涉及到了物质的“种类”、“质量”、“升高的温度”和“吸收的热量”这四个物理量的关系，其中对“吸收的热量”又没法实现直接测量，而要转化到测量“加热时间”上，这无疑之中又增加了探究的难度。再加上“物质的吸热能力”与“物质的比热容”是二个不同的概念，说吸热能力强的物体的比热容就大，更使学生不能正确了解比热容概念的意义。
在实验中要比较物质吸热的多少，就用相同的酒精灯来加热，转化成比较加热时间的长短。取相同质量的水和煤油，升高相同的温度，比较吸热的多少或吸收相同的热量，比较升高的温度。理想化地认为在相同时间内，水和煤油吸收的热量一样多，而煤油的温度升得高。既然是吸收的热量一样多，怎么能说水的吸热能力强呢？
对观察到的实验现象学生的讨论也存在分歧：同质量、同初温的水和煤油，用相同的酒精灯加热时，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱，煤油的温度升得快。所以大部分同学的结论是：煤油的吸热能力强。而我们教师强加给学生的结论是：水的吸热能力强，并解释为温度升高的低的吸热本领强，因为，温度升高的低的物质如果也升高到相同的温度，还要继续加热，就说明它的吸热本领要强。但这样的解释只能说吸收的热量多，并不能说明吸热能力强，学生不仅不明白甚至更糊涂。
所以，由实验得到的结论“质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，水的温度升的比较少，可见，要使水温每升高1℃所需要吸收的热量多或质量相等的水和煤油升高相同的温度，水需要加热的时间长，则水吸热多”。只能得出：水比煤油吸收的热量多，但并不代表水的吸热本领大。出现这样的问题根源是没有搞清“吸热能力”与“吸收热量的多少”是不同的。物体的吸热能力是物体吸收热量的本领，不仅是吸收热量的多少还应该包括吸收热量的快慢等等，不能说吸热能力强的物体，吸收的热量就一定要多，反过来也不能说吸收热量多的物体吸热能力就一定强。就像不能说功率大的就一定做功多，做功多的就一定功率大一样。
为了厘清“吸热能力”与“比热容”的关系，我们有必要介绍“热容量”概念。物体在温度升高1℃所吸收的热量叫做这个物体的热容量简称热容。物质的热容量跟它的质量成正比，并跟物质的材料有关。为描述物质的这种热学性质引入比热容概念，比热容又称比热容量，是单位质量物质的热容量，即单位质量物体在温度升高1℃所吸收的热量，比热容是表示物质热性质的物理量。可见比热容的物理意义反映的是单位质量物体的热容量的大小，而不是吸收热量的能力。不能把比热容反映的这种“单位质量物体的热容量的大小”误当成物体的吸热能力。当物体吸收热量时，物体温度的升高值取决于物体的质量和物体的比热容的大小。
因此，把探究物体比热容的实验叫做“比较不同物质的吸热能力”是不妥的，更不能说“比热