淺談滬科版物理新教材中的科學(xué)探究物質(zhì)的比熱容

楊洪波

在濟(jì)寧市使用滬科版物理新教材備課會上汪延茂、束炳如主編強調(diào)新課改下教與學(xué)要注重知識與方法，指出物質(zhì)的比熱容這節(jié)課非常重要，以前，用舊人教版教材，有的老師為了省事，干脆不做實驗，很多老師根據(jù)圖示，只是定性的分析，學(xué)生對這部分知識理解不透徹；而且當(dāng)時用電加熱器加熱，也很難控制。

本節(jié)的重點是通過探究實驗認(rèn)識不同物質(zhì)有不同的吸熱和放熱的本領(lǐng)，從而形成比熱容的概念，所以落實“探究”過程非常重要。不要過高估計學(xué)生的設(shè)計能力，老師要為學(xué)生的思維做好相應(yīng)的鋪墊，引導(dǎo)學(xué)生用加熱時間的長短來衡量吸熱的多少。比熱容是初中物理出現(xiàn)的第一個由兩個以上的因素決定的物理量，概念的表述和單位的教學(xué)都要估計學(xué)生認(rèn)知的難度，在教學(xué)過程中要做到心中有數(shù)。

一、問題的提出

物體吸收熱量的多少跟什么因素有關(guān)？根據(jù)生活經(jīng)驗，以燒水為例，如果燒的水越多，需要加熱的時間就越長，可見水吸收的熱量跟水的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，需要吸收的熱量越多；那么，物體吸收的熱量的多少還跟其他什么因素有關(guān)？如果取質(zhì)量相等、升高的溫度也相等的不同物質(zhì)，它們吸收的熱量還相等嗎？物體吸收的熱量的多少跟物質(zhì)的種類有關(guān)嗎？

二、過程與方法

為探究不同物質(zhì)的吸熱性能，應(yīng)使其質(zhì)量相同，觀察它們升高相同的溫度時，吸收的熱量是否相同，吸熱的多少可近似根據(jù)加熱時間的長短確定，這種方法是控制變量法。

三、選擇實驗器材

根據(jù)上面確定的研究方法，需要選擇被研究的物質(zhì)、容器、溫度計、加熱源等器材。

從一些物質(zhì)的比熱容表中可以看出，水的比熱容最大，所選的兩種液體比熱容差別大，其吸熱性能差別也就大，實驗的效果就好。這里最好選擇水和豆油，主要考慮學(xué)生對豆油比較熟悉，材料容易獲得。

選擇實驗室常用溫度計測量水與豆油的溫度，讀完數(shù)，從油中取出，應(yīng)用檫布擦干。

加熱源要用一盞酒精燈，并用外焰加熱，使火焰的大小和燃燒情況相同，點燃酒精燈，使其燈焰大小穩(wěn)定且距離罐底的高度相等，并一直燃燒直到實驗結(jié)束為止。

所用鐵架臺需備兩個鐵圈，為了縮短實驗時間及控制熱源相同，不影響下一個加熱的物質(zhì)，需更換鐵圈，這也是實驗的關(guān)鍵點。

開始加熱時，兩液體的初溫不同，不要誤認(rèn)為兩液體的初溫t相等，都等于室溫，那是不對的，從加熱到一定溫度時開始計時，注意邊加熱邊攪拌，分工協(xié)作，一人觀察水和豆油溫度的變化Δt，一人記錄發(fā)生這一變化所用的時間t，分別填在實驗數(shù)據(jù)記錄表格里，分析實驗數(shù)據(jù)，找出相關(guān)結(jié)論。

編者就探究比熱容的實驗進(jìn)行了嘗試。相關(guān)的實驗條件與結(jié)論如下：

實驗器材：

鐵架臺（兩個鐵圈）、酒精燈一盞、打火機、大玻璃燒杯、量筒或天平、溫度計、水和豆油、自制易拉罐兩個、計時器。

實驗步驟：

（1）調(diào)整鐵架臺的鐵圈使其置于酒精燈燈芯的正上方并保持恰當(dāng)?shù)母叨取?/p>

（2）點亮酒精燈，使其燈焰大小穩(wěn)定并一直燃燒直到實驗結(jié)束為止。

（3）將盛有200g水的玻璃燒杯置于鐵圈上方，同時插入溫度計，一邊觀察一邊緩緩攪拌杯中的水，記下水的初溫。

（4）觀察溫度計，當(dāng)水的溫度上升20℃，記下所用的時間。

（5）更換等質(zhì)量的豆油，同時更換鐵圈，重復(fù)步驟（3）、（4），記下加熱所用的時間。

（6）用“易拉罐燒杯”代替玻璃燒杯，重復(fù)步驟（3）、（4）、（5）。記下每次加熱所用的時間。填入下表：

室溫 15℃ 溫度變化20℃ 物質(zhì)的質(zhì)量200g

說明：所用玻璃燒杯的質(zhì)量為59.4g；易拉罐的質(zhì)量為14g。

通過探究實驗認(rèn)識到水和豆油、煤油、沙子、泥土等，不同物質(zhì)有不同的吸熱和放熱的本領(lǐng)。