Тепловые процессы · урок 20 из 21 · практикум

Практикум: удельная теплоёмкость вещества

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R02 · PHY8-027

Паспорт: R02 «1.2 Тепловые процессы» (21 ч), урок 20/21, единица R02.7 «Удельная теплоемкость вещества». Тип урока — П (практикум). Новая тема была на уроке PHY8-012; прошлый урок PHY8-026 — практикум «Количество теплоты»; следующий PHY8-028 — обобщение по теме.
Хронометраж: цели и актуализация 6 мин (сл. 2–5) · разбор типов задач 14 (сл. 6–8) · лабораторная работа 13 (сл. 9–10) · практика и ошибки 4 (сл. 11–12) · самостоятельные задания и ОГЭ 6 (сл. 13–14) · рефлексия и ДЗ 2 (сл. 15).
Оборудование для лабораторной (сл. 9): калориметр, мензурка, термометр, весы с гирями, металлический цилиндр на нити, стакан с горячей водой (электрочайник или плитка). Если оборудования нет — сл. 9–10 разобрать по готовым данным как задачу. Техника безопасности: кипяток наливает только учитель, цилиндр брать за нить.

R02.7

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Объяснять смысл $c$

обозначение, единица Дж/(кг·°C), чтение таблицы (REQ-1.4)

Решать задачи

найти $Q$ , $c$ , $m$ или $Δ t$ — в 2–3 действия (REQ-1.7)

Измерять $c$ на опыте

косвенно: калориметр, термометр, весы (REQ-1.12)

Объяснять ситуации

почему водой греют и почему у моря мягкий климат (REQ-1.6)

REQ-1.4: «описывать изученные свойства тел и физические явления, используя физические величины… правильно трактовать физический смысл используемых величин, их обозначения и единицы»; REQ-1.7: «решать расчетные задачи в 2 – 3 действия…»; REQ-1.12: «проводить косвенные измерения физических величин (удельная теплоемкость вещества…)»; REQ-1.6: «объяснять физические процессы и свойства тел, в том числе в контексте ситуаций практико-ориентированного характера». Элемент содержания EL-6.9 «Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества».
Сказать классу: сегодня практикум — разберём три типа задач, сами измерим удельную теплоёмкость металла и определим, из чего он сделан.

повторение: R02.6–R02.7

Вспомним

Нагреем по 1 кг на 1 °C

Q = c m (t_{2} - t_{1})

c

удельная теплоёмкостьДж/(кг·°C)

m

массакг

Δ t

изменение температуры°C

$c$ — теплота на нагревание 1 кг вещества на 1 °C.

R02.7

Инфографика · таблица учебника

Удельная теплоёмкость некоторых веществ

У воды

c

больше всех: она медленно нагревается и медленно остывает.

Лёд и вода — одно вещество, но

c

разная: зависит от состояния.

Металлы нагреваются быстро:

c

маленькая.

Значения — как в таблице учебника (Дж/(кг·°C)): вода 4200, лёд 2100, масло подсолнечное 1700, алюминий 920, стекло 840, сталь 500, медь 400, свинец 140. По таблице определяют вещество, когда c найдена из опыта или задачи (сл. 6, 10).
Вопрос: зависит ли c от массы тела? (Нет. Медная ложка и медный котёл — одно вещество, c = 400 Дж/(кг·°C) у обоих.)
Вопрос: почему металлическая ложка в горячем чае быстро становится горячей? (Малая c — немного теплоты на каждый градус; плюс хорошая теплопроводность.)

R02.7

Инструмент

Одна формула — четыре задачи

Q = c m Δ t

Q = c m Δ t

найти теплоту

c = \frac{Q}{m Δ t}

узнать вещество

m = \frac{Q}{c Δ t}

найти массу

Δ t = \frac{Q}{c m}

на сколько градусов

нагрев: $Δ t = t_{2} - t_{1}$ · остывание: $Δ t = t_{1} - t_{2}$

$1 г = 0, 001 кг$ · $1 кДж = 1000 Дж$

R02.7

Тип 1 · образец

Из чего брусок? Найдём $c$ и посмотрим в таблицу

Дано:

СИ

m = 200

г

0, 2

кг

Δ t = 10

°C

Q = 1840

Дж

c - ?

$c = \frac{Q}{m Δ t}$

$c = \frac{1840 Дж}{0 , 2 кг \cdot 10 ^{\circ} C} = 920 \frac{Дж}{кг \cdot ^{\circ} C}$

Ответ: $920$ Дж/(кг·°C) — алюминий

Сами: 500 г металла, остывая на 20 °C, отдали 4 кДж. Что за металл?

R02.7

Тип 2 · образец

Одинаковая теплота — разный нагрев

Δ t = \frac{Q}{c m}

Больше

c

— меньше нагрев.

0,5 кг меди, $Q = 10$ кДж:

$Δ t = \frac{10 000}{400 \cdot 0 , 5} = 50^{\circ} C$

Сами: какую массу воды нагреют 84 кДж на 20 °C?

R02.7

Тип 3 · образец · график

Два тела по 1 кг: найдём $c$ по графику

Тело 1: $Δ t = 60 - 20 = 40$ °C

$c_{1} = \frac{16 000}{1 \cdot 40} = 400$ — медь

График положе —

c

больше.

Сами: найдите

c_{2}

по точке (18,4; 40). Из чего тело 2?

R02.7 · лабораторная работа

Тип 4 · лабораторная работа

Измеряем удельную теплоёмкость металла

Налить воду, найти $m_{в}$ , измерить $t_{в}$
Взвесить цилиндр: $m_{ц}$
Прогреть в горячей воде: $t_{ц}$
Перенести в калориметр, измерить общую $t$
Найти $c$ по тепловому балансу

Горячая вода! Цилиндр — только за нить.

Вид деятельности ФРП: «Определение (измерение) удельной теплоемкости вещества» и «Определение количества теплоты, полученного водой при теплообмене с нагретым металлическим цилиндром». Работа в парах, 10–12 мин.
t_ц — температура горячей воды: цилиндр прогревают 3–5 мин, и он принимает её температуру. Массу воды проще найти мензуркой: 150 мл воды — 150 г.
Переносить быстро, чтобы цилиндр не остыл в воздухе; воду в калориметре перемешать и записать установившуюся температуру.

R02.7 · опора на R02.9

Тип 4 · расчёт по измерениям

Цилиндр отдал — вода получила

$m_{в}$ , кг	$t_{в}$ , °C	$m_{ц}$ , кг	$t_{ц}$ , °C	$t$ , °C
0,15	20	0,1	100	30

$Q_{2} = 4200 \cdot 0, 15 \cdot (30 - 20) = 6300$ Дж

$c = \frac{Q _{2}}{m _{ц} ( t _{ц} - t )} = \frac{6300}{0 , 1 \cdot 70} = 900$

Дж/(кг·°C); по таблице 920 — алюминий

R02.7

Практика · качественные задачи

Почему греют именно водой?

В батареях отопления — вода: много теплоты переносит малая масса

Грелка с горячей водой остывает долго

У моря летом прохладнее, зимой теплее — вода медленно меняет $t$

Расчёт: вода 4200 · 1 · 50 = 210 000 Дж = 210 кДж; сталь 500 · 1 · 50 = 25 000 Дж = 25 кДж; 210 : 25 = 8,4.
Вопрос в формате линии 19 ОГЭ (качественная задача): «Почему в пустынях днём жарко, а ночью холодно, а на морском побережье перепад температур мал?» (Песок имеет малую c и быстро нагревается и остывает; вода — большую c, медленно.)
Связь с ФРП: «анализ ситуаций практического использования тепловых свойств веществ… термоаккумуляторы». Можно спросить: почему в банях кладут камни, а не металлические болванки? (Можно пропустить, если не хватает времени.)

R02.7

Осторожно

Типичные ошибки

Где ошибаются	Неверно	Верно
масса в граммах	$Q = 4200 \cdot 200 \cdot 10$	$Q = 4200 \cdot 0, 2 \cdot 10$
вместо $Δ t$ — конечная $t$	$Q = c m t_{2}$	$Q = c m (t_{2} - t_{1})$
остывание от 80 до 20 °C	$Δ t = 20 - 80 = - 60$	$Δ t = 80 - 20 = 60$ °C
что такое $c$	$c$ зависит от массы тела	$c$ — свойство вещества

R02.7

Самостоятельно

Решите

1базаСколько теплоты нужно, чтобы нагреть 3 кг воды от 15 до 65 °C?

2базаНа сколько градусов нагреются 4 кг воды, получив 168 кДж?

3базаДробь массой 2 кг, нагреваясь на 50 °C, получила 14 кДж. Из чего она?

4повыш.Ложки по 50 г — медная и алюминиевая — нагрелись в чае от 20 до 80 °C. Какая получила больше теплоты и на сколько?

5повыш.Стальная деталь массой 2 кг остыла от 520 до 20 °C. Сколько теплоты она отдала?

6практикаКирпичная печь массой 1,5 т остывает от 70 до 20 °C. Сколько теплоты получит комната?

$c$ , Дж/(кг·°C): вода 4200 · алюминий 920 · кирпич 880 · сталь 500 · медь 400 · свинец 140

R02.7 · ОГЭ

Формат ОГЭ · линия 8

Расчёт: тепловые явления

8Для нагревания металлического бруска массой 400 г от 25 °C до 75 °C потребовалось 9,2 кДж теплоты. Чему равна удельная теплоёмкость металла?

Ответ: Дж/(кг·°C)

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Что означает: $c = 920$ Дж/(кг·°C)?
Как по опыту узнать, из чего тело?
Какой тип задач для вас самый трудный?

Домашнее задание

2 кг вещества при нагревании на 20 °C получили 36,8 кДж. Что это за вещество?
Сколько воды нагреют 1,68 МДж от 20 до 100 °C?
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_teplota.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-027 · Практикум: удельная теплоёмкость вещества

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R02 «1.2 Тепловые процессы», 21 ч · урок 20/21 · тип П (практикум)
Единицы → слайды	R02.7 «Удельная теплоемкость вещества» → 2–15 · повторение R02.6 «Количество теплоты» → 3, 5 · опора на R02.9 (тепловой баланс) → 10
Результаты	REQ-1.4 (смысл величин, обозначения, единицы) → 3–5, 15 · REQ-1.7 (задачи в 2–3 действия) → 6–8, 10, 13–15 · REQ-1.12 (косвенные измерения: удельная теплоемкость) → 9, 10 · REQ-1.13 (техника безопасности) → 9 · REQ-1.6 (практические ситуации) → 4, 7, 11
Элементы	EL-6.9 «Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества» → 3–15 · EL-6.10 (тепловой баланс) → 10
Деятельность ФРП	«Определение (измерение) удельной теплоемкости вещества», «Определение количества теплоты, полученного водой при теплообмене с нагретым металлическим цилиндром» → 9–10 · «Анализ ситуаций практического использования тепловых свойств веществ» → 11
ОГЭ	линия 8 (расчёт: тепловые явления) → 14 · линия 14 (графики) → 8 · линия 19 (качественная задача) → 11 (в заметках)
Вне урока	теплообмен и уравнение теплового баланса как отдельная тема — PHY8-013 (здесь только в лабораторной); плавление, парообразование, сгорание — PHY8-014–019; обобщение темы — PHY8-028; теплоёмкость калориметра — только упоминание
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending

Практикум: удельная теплоёмкость вещества

Сегодня вы научитесь

Объяснять смысл c

Решать задачи

Измерять c на опыте

Объяснять ситуации

Нагреем по 1 кг на 1 °C

Удельная теплоёмкость некоторых веществ

Одна формула — четыре задачи

Из чего брусок? Найдём c и посмотрим в таблицу

Одинаковая теплота — разный нагрев

Два тела по 1 кг: найдём c по графику

Измеряем удельную теплоёмкость металла

Цилиндр отдал — вода получила

Почему греют именно водой?

Типичные ошибки

Решите

Расчёт: тепловые явления

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Домашнее задание

PHY8-027 · Практикум: удельная теплоёмкость вещества

Объяснять смысл $c$

Измерять $c$ на опыте

Из чего брусок? Найдём $c$ и посмотрим в таблицу

Два тела по 1 кг: найдём $c$ по графику