Question

小王同學(xué)參加了學(xué)校物理興趣小組，在與同學(xué)探究“沙子和水誰(shuí)的吸熱本領(lǐng)大”時(shí)，用兩個(gè)相同的容器分別裝有質(zhì)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(shí)間變化的圖像如圖所示。已知酒精的熱值是3.0×10⁷J/kg；水的比熱容是4.2×10³J/(kg·℃)，設(shè)加熱時(shí)酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精。 則：

（1）圖中a圖和b圖哪個(gè)是沙子吸熱升溫的圖像？為什么？
（2）給水加熱持續(xù)了10min時(shí)間，消耗的酒精如果完全燃燒將放出多少熱量？
（3）試求出沙子的比熱容。

Answer 1

分析：（1）圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程；因?yàn)樯匙拥谋葻岜人�小，吸收相同熱量時(shí)，沙子溫度升得多。
（2）10min消耗的酒精質(zhì)量：m_酒=0.8g/min×10min=8g=8×10^-3kg
酒精完全燃燒放出的熱量：Q_放= m_酒.q_酒=8×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=2.4×10⁵J
（3）由圖象知，水加熱2分鐘時(shí)的溫度是70℃。
Q_吸=c•m•△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁴J
∵相同時(shí)間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量。
∴在2分鐘的時(shí)間內(nèi)， Q_沙吸=Q_水吸
即：c_沙×0.2kg×（250℃-20℃）=4.2×10⁴J
解得：c_沙=0.91×10³J/（kg•℃）