Question

【題目】小王同學參加了學校物理興趣小組，在與同學探究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，用兩個相同的容器分別裝有質量都是200g的沙子和水，用兩只完全相同的酒精燈在相同環(huán)境下分別加熱。他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示。已知酒精的熱值是3.0×107J/kg；水的比熱容是4.2×103J/（kg℃），設加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精。 則：

(1)圖中a圖是哪種物質吸熱升溫的圖象？

(2)給水加熱持續(xù)了10min時間，消耗的酒精如果完全燃燒將放出多少的熱量？

(3)給水持續(xù)加熱2min時間，水吸收了多少熱量？

(4)沙子的比熱容為多少？

Answer 1

【答案】（1）沙子 （2）2.4×105 J （3）4.2×104J （4）1.0×103J/（kg℃）

【解析】（1）因為沙子的比熱容比水小，所以在沙子和水的質量相等且吸收相同熱量時，從公式△t=Q/cm知道，沙子溫度升得多，所以圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程。

（2）因為酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，所以加熱10min時間消耗的酒精質量為：m=0.8g×10=8g=8×10-3 kg，

如果消耗的酒精完全燃燒，則將放出的熱量是：Q放=mq=8×10-3 kg×3.0×107 J/kg=2.4×105 J；

（3）由b圖知道，給水持續(xù)加熱2min溫度的變化是：△t水 =70℃-20℃=50℃，

此時水吸收的熱量是：Q水吸=c水m水△t水=4.2×103 J/（kg℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×104J ；

（4）因為用兩只完全相同的酒精燈在相同環(huán)境下分別加熱，所以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=4.2×104J ，

又因為加熱2min，沙子的溫度的變化是：△t沙=230℃-20℃=210℃，m沙=200g=0.2kg

所以沙子的比熱容為c沙 =Q沙吸/m沙△t沙=4.2×104J/0.2kg×210℃=1×103 J/（kg℃）。