烈日炎炎的夏季，白天海灘上的沙子熱得燙腳，但海水卻非常涼爽；傍晚太陽西落，沙子很快涼了下來，但海水卻仍然暖暖的。

同樣的日照條件，為什麼沙子和海水的溫度不一樣？

是不是海水多，把吸收的熱量分散了？

那我們就用相同的熱源，給相同質量的兩種物質加熱，看看結果會如何？

設計實驗記錄表格

實驗操作

首先，用兩個規格相同的燒杯、天平和砝碼，稱取質量相同的水和食用油，然後把兩個規格相同的電加熱器串聯在一起（保證加熱時間相同），連同兩個規格相同的溫度計分别插入水和食用油的中央（燒杯、電加熱器和溫度計不要互相接觸），再準備一隻秒表，當水和食用油的初溫相同時開始加熱計時，每隔兩分鐘記錄下兩個溫度計的示數，填入表格。

實驗分析

因為無法直接測量吸收的熱量，所以我們必須用轉換法進行轉換。由于兩個電加熱器的規格相同，所以加熱時間相同，放出的熱量就相同；加熱器處于液體中央的加熱部分相同，所以可以認為物質吸收的熱量也相同。這樣，我們就可以用加熱時間的長短來間接反映吸收熱量的多少。

通過實驗觀察和表格數據分析可知：加熱時間相同，食用油升高的溫度高；升高相同的溫度，水的加熱時間長。

由此我們可以推測：相同質量的不同物質，吸收了相同熱量之後，溫度變化不同。

物理學家經過大量的實驗證明：就像密度一樣，每種物質還有一個可以反應自身性質的物理量 —— 比熱容。

物理學規定：一定質量的某種物質，在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質量和升高（或降低）的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容。

• 表示吸收或放出的熱量，單位是焦耳（J）；
• 表示質量，單位是千克（kg）；
• 表示升高（或降低）的溫度，單位是 °C；
• （表示初溫，表示末溫）；
• 表示比熱容，單位是焦每千克攝氏度（ J/(kg · °C）。

在比熱容公式中含有4個變量，知道其中3個變量，就可以求出第4個變量。（有時是5個變量，知道其中4個，就可以求出第5個）

• 不同的物質，比熱容一般不同，但煤油和冰的比熱容相同。
• 液體的比熱容較大，固體或金屬的比熱容較小。水的比熱容最大，是冰的二倍。

由可知，當質量和熱量不變時，溫度的變化量與比熱容成反比。也就是說，質量相同的不同物質，當吸收或放出同樣的熱量時，比熱容較大的物質溫度變化較小。因此，比熱容大的物質對調節溫度有很好的作用。

水的比熱容較大。當環境溫度變化較快的時候，水可以吸收或放出很多的熱量，但水的溫度變化相對較慢。生物體内水的比例很高，有助于調節生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損害。

電腦CPU的水冷風扇，用水作為散熱介質。是因為水的比熱容較大，吸收較多的熱量時，水的溫度并不會升很高，也就保證電腦CPU不會過熱。

水的比熱容是沙石的4倍多，如果吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比沙石小得多。所以，同樣的日照條件，沙子和海水的溫度不一樣。

夏天，陽光照在海上，盡管海水吸收了許多熱量，但是由于它的比熱容較大，所以海水的溫度變化并不大，海邊的氣溫變化也不會很大。而在沙漠，由于沙石的比熱容較小，吸收同樣的熱量，溫度會上升很多；放出同樣的熱量，溫度會下降很多，所以沙漠的晝夜溫差很大。因為海邊晝夜溫差較小，所以海邊更适于居住。

由可知，當質量和溫差不變時，熱量與比熱容成正比。水的比熱容較大，與其他物質相比，降低相同的溫度，水放出的熱量較多。所以我國北方樓房中的“暖氣”用水作為介質，把燃料燃燒時産生的熱量帶到房屋中取暖。

培育秧苗時，常常在傍晚往農田中灌水，白天再将水放出。這是因為在夜間溫度下降時，水會放出較多的熱量，保護秧苗在夜間不被冷空氣凍壞。

參考資料

人教版九年級物理全一冊

滬科版九年級物理全一冊

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