Question

【題目】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。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，問：

(1)圖a、b中，哪個是沙子吸熱升溫的圖像？

(2)加熱2min，水吸收了多少熱量？

(3)試求出沙子的比熱容。

Answer 1

【答案】(1)圖a；(1)4.2×104J；(1)0.9×103J/(kg·℃)。

【解析】

(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，再利用公式進行分析；

(2)從圖像可知，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；

(3)相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，所以2min水和沙子吸收的熱量也相同，由圖a得出沙子溫度的變化量，再根據計算沙子的比熱容。

(1)由題知，沙子和水的質量相等，且沙子的比熱容比水小，吸收相同熱量時（加熱相同時間），由公式可知，沙子升高的溫度多，所以圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程；

(2)由b圖像可知，加熱滿2min時，水的溫度從20℃上升到70℃，則加熱滿2min時水吸收的熱量：

；

(3)相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，在2分鐘的時間內,沙子吸收的熱量：

，

因加熱2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，由可得，沙子的比熱容：

。

答：(1)圖a是沙子吸熱升溫的圖像；(2)加熱2min時，水吸收了4.2×104J熱量；(3)沙子的比熱容為0.9×103J/(kg·℃)。