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)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.
(3)由图b知,在2min时间内,水升高的温度值,利用吸热公式求水吸收的热量,由于在相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,可得沙子吸收的热量,由图a知加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,根据吸热公式求沙子的比热容.
(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)∵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;
(3)由图b知,在2min时间内,△t水=70℃-20℃=50℃,
Q水吸=C水m水△t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J,
∵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,
由图a知加热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℃]≈0.91×103J/(kg•℃).
答:(1)a图,沙子的比热容小于水,相同质量的水和沙子吸收相同的热量,沙子温度升得高;
(2)消耗的酒精如果完全燃烧将放出2.4×105J的热量;
(3)沙子的比热容为0.91×103J/(kg•℃).
点评:
本题考点: 热量的计算;比热容的概念;燃料的热值.
考点点评: 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,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.