Question

2．學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水誰的吸熱本領(lǐng)大”時(shí)，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)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(shí)間變化的圖象如圖所示．水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），那么請(qǐng)問：
（1）圖中b（“a”或“b”）是水吸熱升溫的圖象；
（2）加熱滿2min時(shí)，水吸收了多少熱量？
（3）試求出沙子的比熱容．

Answer 1

分析 （1）知道相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在同樣受熱的情況下，比熱容越大，吸熱本領(lǐng)越強(qiáng)，溫度變化越慢；否則越快；
（2）首先根據(jù)圖象，得出加熱2分鐘時(shí)水的溫度，然后根據(jù)公式Q=cm•△t進(jìn)行計(jì)算；
（3）同時(shí)加熱2分鐘，水和沙子吸收的熱量是相同的，然后根據(jù)公式Q=cm△t，代入吸收的熱量、質(zhì)量及升高的溫度，從而計(jì)算出沙子的比熱容．

解答 解：
（1）由圖象知，在相同時(shí)間里，圖b吸熱后溫度升高得少，根據(jù)水的比熱容比沙子大，吸收相同熱量時(shí)，水的溫度升高得少，所以圖b表示的是水吸熱升溫的過程；
（2）由圖b可知，水加熱滿2分鐘時(shí)的溫度為70℃，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁴J；
（3）由圖a知，在2分鐘的時(shí)間內(nèi)，沙子的溫度從20℃升高到250℃；
由于是兩只完全相同的酒精燈，則相同時(shí)間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量．
所以，在2分鐘的時(shí)間內(nèi)，Q_沙吸=Q_水吸，即：c_沙×m_沙△t_沙=Q_水吸，
帶入數(shù)據(jù)有：c_沙×0.2kg×（250℃-20℃）=4.2×10⁴J，
解得：c_沙=0.91×10³J/（kg•℃）．
故答案為：
（1）b；（2）水吸收了4.2×10⁴J的熱量；（3）沙子的比熱容是0.91×10³J/（kg•℃）．

點(diǎn)評(píng) 考查了學(xué)生對(duì)比熱容概念的理解，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)圖象分析問題的能力，同時(shí)考查了有關(guān)熱量的計(jì)算及公式的變形運(yùn)用．