Question

某學校九年級物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200g的沙子和水加熱．他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示．已知酒精的熱值是3.0×10⁷J/kg,加熱時酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精．那么請問：

(1)a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖像?為什么?
(2) 加熱滿2min時,水吸收了多少熱量?
(3) 給水加熱的2min時間內，如果酒精完全燃燒將放出多少熱量?
(4) 試求出沙子的比熱容．

Answer 1

（1）a是沙子，吸熱相同，a的溫度變化大，比熱容小（2）4.2×10⁴J（3）6×10⁴J (4)0.91×10³J/(kg.℃)

解析試題分析：（1）用兩只完全相同的酒精燈，分別給水和沙子加熱，這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，因為沙子和水的質量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，從公式可知，沙子溫度升得多．（2）從圖象可知，加熱滿2min，水的溫度從20℃上升到70℃，從而可知和水的溫度變化，已知水的質量和比熱容，可利用公式計算水吸收的熱量．=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（70℃－20℃）=4.2×10⁴J．(3)加熱時酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精，給水加熱的2min時間內消耗2g酒精，這些酒精完全燃燒放出的熱量；（4）因為相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，所以在2分鐘的時間內，Q_沙吸=Q_水吸=42000J，又因為加熱滿2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，△t_沙=250℃－20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg，沙子的比熱容c_沙=．
答：（1）圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程；因為沙子和水的質量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，從公式可知，沙子溫度升得多．（2）水吸收了42000J的熱量．（3）酒精完全燃燒將放出6×10⁴J的熱量．（4）沙子的比熱容為0.91×10³J/（kg?℃）．
考點：控制變量法與探究性實驗方案；物質的吸熱公式；燃料的熱值；比熱容