Question

南长区某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g

Answer 1

解题思路：（1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式△t=[Q/cm]进行分析．

（2）从图象可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q_吸=c•m•△t计算水吸收的热量．

（3）已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，便可以计算出给水加热10min时间消耗的酒精，已知酒精的热值，可利用公式Q_放=mq计算热量．

（4）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，从（2）可知，加热2min水吸收的热量，已知酒精的质量和加热2min酒精的温度变化，可利用公式c=[Q/m△t]计算沙子的比热容．

（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，

因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，

从公式△t=[Q/cm]可知，沙子温度升得多．

（2）∵c_水=4.2×10³J/（kg•℃），m_水=200g=0.2kg，△t_水=70℃-20℃=50℃，

∴Q_水吸=C_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=42000J．

（3）∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，

∴加热10min时间消耗的酒精为；m=0.8g×10=8g=8×10^-3kg，

Q_放=mq=8×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=2.4×10⁵J．

（4）∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量

∴在2分钟的时间内，

Q_沙吸=Q_水吸=42000J，

又∵加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，

△t_沙=250℃-20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg

∴c_沙=

Q沙吸

m沙△t沙=[42000J/0.2kg×230℃]≈9.13×10²J/（kg•℃）．

答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程；

因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式△t=[Q/cm]可知，沙子温度升得多．

（2）水吸收了42000J的热量．

（3）共消耗了8×10^-3kg的酒精，酒精完全燃烧将放出2.4×10⁵J的热量．

（4）沙子的比热容为9.13×10²J/（kg•℃）．

点评：

本题考点： 控制变量法与探究性实验方案．

考点点评： 此题考查了学生对吸热公式的掌握和运用，并可利用公式计算热量和比热容，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．