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【初中物理·比热容】利用两种温度传感器探究不同物质温度的变化


  在炎热的夏季,大家都很喜欢去海边玩,美丽的沙滩与大海是夏天的标配!去海水浴场游泳玩水无疑是一大消暑的方式了!


  沙滩,大海,美女,比基尼……想想都美!



  (没有暑假的小编在默默哭泣~~~~(>_<)~~~~只有默默当MANGO!)


  去过海边的朋友都知道,即便天气非常炎热,海水也并没有特别热,在海里游泳依旧很凉快,但是沙滩却是热乎乎的,甚至有些发烫。到了夜晚,海风习习吹来,人们会觉得一丝清凉,沙滩也变得凉飕飕的了,但是海水却没有想象中那么冰冷。为何同样的日照和气温下,沙子和海水的温度却不同呢?


  在炎热的夏天,如果光脚在马路上走,都会觉得烫脚,摸着路边的铁栏杆,感觉都能做铁板烧了,但是马路上的树干却没有那么烫,这些都是为什么呢?

  在初中物理的学习中,我们接触到了比热容的概念!没错,正是因为每种物体的比热容不一样,所以,在相同时间的气温下,温度才会有所不同哦!


那么到底什么是比热容呢?后面会告诉大家!小编先带大家做几个实验!

一、实验准备

1、实验仪器:电脑、数据采集软件、数据采集器、不锈钢温度传感器、表面温度传感器。

2、其他物品:剪刀、胶布。

3、寻找市区内尽可能大的池塘景、河流、沙堆或路旁干燥泥土。

二、进行实验

(1)下午2点,带着同样设备,到户外采集数据,测气温、建筑物、树木、金属、地表、沙堆表面温度,并保存数据;

A.我们先来测一下气温。


下午的气温为36.3℃。

B.测路边建筑物瓷砖的温度。


大理石瓷砖的温度为41.8℃。


C.测马路旁树干的温度。

阳光照射下树干的温度为35.2℃。



D.测卡车车尾金属挡板温度。

卡车尾金属挡板的温度为51.4℃。


E.测人行道上地表温度。

地表温度为45.2℃。

F.测沙堆表面温度。

将表面温度传感器埋在沙堆表面,不要埋太深。

堆的表面温度为49.5℃。

(2)晚上6点,带着同样设备,到相同地点采集数据,测气温、建筑物、树木、金属、地表、沙堆表面温度,并保存数据;

A.测晚上的气温。



晚上的气温为31℃。


B.测晚上路边建筑物瓷砖的温度。




晚上大理石瓷砖的温度为32.6℃。

C.测马路旁树干的温度。


树干的温度为31.5℃。

D.测晚上卡车车尾金属挡板温度。

晚上卡车车尾金属挡板的温度为29.6℃。

E.测晚上人行道上地表温度。



晚间人行道的地表温度为33.1℃。

F.测晚上沙堆表面温度。

晚上沙堆表面的温度为29.6℃。

(3)选择天气晴朗且气温相近的一天,同样是下午 2点和晚上6点,去户外的湖边,带上测试气温和水温。我们来到了合工大的斛兵塘。


A.测试下午两点的湖边的气温和有阳光照射的湖水温。

气温为33.9℃,水温为33.3℃。



B.测傍晚时候的气温和水温。


气温为31.7℃,水温为33.2℃。

三、实验结

四、实验结论

1、经过对比发现,在一天中随着气温变化温度变化最大的是卡车车尾的金属挡板,其次是沙堆、马路、大理石瓷砖、树干,变化最小的是湖水。

2、为什么在相同时间的气温下,不同物体的温度会有所不同呢?这就要谈到比热容这个概念了!

比热容(specific heat capacity)又称比热容量,简称比热(specific heat),是单位质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。

公式Q=cmΔT。m是物体的质量,⊿T是吸热(放热)后温度所上升(下降)值。

根据公式,我清晰看出,当某种物量固定,物的比容越小,温度改ΔT就越大。经过查阅有关料我知道水是比容比大的物c=4.2×103 J/(kg),意思就是1千克水升高1 ℃需要吸收4.2×103 J,而泥沙的比c1.1×103 J/(kg),比水要小很多。由此我可以知道,当相同量的水和泥沙同受到阳光暴晒,接受到相同的量,泥沙会升温快,水流会升温慢。相反,当阳光度减弱,水流和泥沙都会降温,那么放同量,泥沙会降温快,水流降温慢。并且才也

分析过给某种物量固定,物的比容越小,温度改ΔT就越大,所以一天中泥土温度

变化的幅度大于水流温度的变化幅度。

五、思考拓展

1、我国内陆的新疆省,夏天像一只大火炉,冬天则是一只大冰箱。春秋短暂,夏冬漫长。每年4月底,

树木才吐新绿,紧接着就进入了炎热干旱的夏季。10月份,落叶与大雪一起飞舞,开始了冰天雪地的

冬季。



吐鲁番盆地是全国最热的地方,7月份平均气温为40度,曾创下49.6度的极端高温。冬天最冷的地方在阿勒泰地区,富蕴
县曾经出现过零下51.5的极端低温。昼夜温差大是新疆气候的一大特点,普遍温差在12度左右,沙漠戈壁地区的日温差能
达到20至25度。白天挥汗如雨,晚上要盖棉被,一天之内经历寒暑变化。


问:为何新疆地区夏季昼夜温差大,又为何一年四季中,冬夏温差巨大?

答:新疆地处亚洲腹地,多盆地沙漠,四周环绕的巨大山脉阻挡了印度洋的暖湿气流,属典型干旱、半干旱地区。沙子的比热容非常小,所以温度变化非常大。


2、我们采集的沙堆是在一辆停放了几个月的卡车里的,在采集沙堆温度时候,我们意外发现,这个沙堆的风貌非常独特。


问:为何沙堆是这样的?这样的风貌与我国什么地区的地貌非常像?

答:因为在户外,沙堆不曾被动过。因为风的原因,沙堆被风侵蚀,而原本压在沙堆上的石头因为比较重,所以没有被吹移位置,形成了独特的小型风蚀地貌。

风蚀地貌(wind-erosion landform),是经由风和风沙流对土壤表面物质及基岩进行的吹蚀和磨蚀作用所形成的地表形态。风蚀作用形成风蚀地貌。

中国风蚀地貌主要分布区在青海柴达木,南疆和田、罗布泊,东疆哈密、吐鲁番,北疆克拉玛依附近地区。











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