Question

1．如圖所示，在比較酒精和水比熱容大小的實驗中，用左邊裝置對質(zhì)量相同的酒精和水進行加熱，得到圖乙所示的溫度-時間坐標圖．

（1）裝置中用一盞酒精燈的火焰對同樣的試管加熱，目的是控制在相同的時間內(nèi)兩種液體吸收熱量相等．由坐標圖可判斷水的比熱容大．
（2）第80s時試管內(nèi)酒精的內(nèi)能大于（選填“大于”“小于”或“等于”）第60s時試管內(nèi)酒精的內(nèi)能，假如質(zhì)量不變，原因是不斷吸收熱量．
（3）用酒精燈加熱兩種液體，是通過熱傳遞方式改變液體的內(nèi)能．若實驗時完全燃燒了10g酒精，可釋放3×10⁵J的熱量，假如這些熱量有21%被誰吸收，則可以使5kg的水從20℃加熱至50℃．（酒精的熱值是3×10⁷J/kg；水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）

Answer 1

分析 （1）探究物質(zhì)比熱容的大小需要控制的變量包括：吸收的熱量，不同物質(zhì)的質(zhì)量，加熱的時間和加熱的方式．
根據(jù)圖象中的沸點判斷出水和酒精的圖象，選取達到沸點前的橫坐標上某一時間，比較縱坐標上升高溫度的高低，兩種液體吸收的熱量相等，根據(jù)升高溫度的不同可比較比熱容的大�。�
（2）物體吸收熱量，內(nèi)能增加；
（3）改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞；
根據(jù)熱值公式q=$\frac{Q}{m}$計算出完全燃燒10g酒精釋放出的熱量，根據(jù)Q_吸=ηQ_放及Q_吸=cm△t計算水的質(zhì)量．

解答 解：（1）裝置中用一盞酒精燈的火焰對同樣的試管加熱，目的是方便控制在相同的時間內(nèi)兩種液體吸收熱量相同．
由圖象所示，在沸騰之前，加熱相同的時間，水升高的溫度低，由此可判斷，在質(zhì)量和吸收熱量相同的條件下，水吸熱本領(lǐng)較強，即水的比熱容大．
（2）60s到80s之間，酒精處于沸騰，雖然溫度不變，但需不斷吸收熱量，內(nèi)能增加，所以80s時酒精的內(nèi)能大．
（3）用酒精燈加熱兩種液體，是通過熱傳遞方式改變液體的內(nèi)能；
由q=$\frac{Q}{m}$得，10g酒精完全燃燒放出的熱量為：Q=qm=3×10⁷J/kg×10×10^-3kg=3×10⁵J；
由題意知，Q_吸=21%Q_放=21%×3×10⁵J=6.3×10⁴J；
由Q吸=cm△t得，m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（50℃-20℃）}$=5kg．
故答案為：
（1）吸收熱量；水；（2）大于；不斷吸收熱量；（3）熱傳遞；3×10⁵；5．

點評 “比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗是熱學最主要的實驗．此實驗不僅考查學生對基本過程的掌握情況，物理學中用比熱容來表示不同物質(zhì)的吸熱能力，物質(zhì)的比熱容越大，吸熱能力越強，且相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，溫度變化小的吸熱能力強，或比熱容大；質(zhì)量相同的不同物質(zhì)升高相同溫度，吸收熱量多的吸熱能力強，即比熱容大．且實驗中通過加熱時間來體現(xiàn)吸收熱量的多少．