Question

某同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200g的沙子和水加熱.他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示. 已知水的比熱容是4.2×10³J／(kg·℃)，酒精的熱值是3.0×10⁷J/kg,　加熱時每只酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精.那么請問：
（1）加熱滿2min時,水吸收了多少熱量?
（2）給水加熱2min時間,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

4.2×10⁴J ；4.8×10⁴J ；0.91×10³ J／(kg·℃).

解析試題分析：從圖象可知，加熱滿2min，水的溫度從20℃上升到70℃，從而可知和水的溫度變化，已知水的質量和比熱容，可利用公式Q_吸=c?m?△t計算水吸收的熱量．已知酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，便可以計算出給水加熱2min時間消耗的酒精，已知酒精的熱值，可利用公式Q_放=mq計算熱量．相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，所以2min水和沙子吸收的熱量也相同，由圖a得出沙子溫度的變化量，再根據(jù)計算沙子的比熱容．（1）由b圖象可知，水的溫度從20℃上升到70℃，
加熱滿2min時水吸收的熱量：
Q_水吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁴J．
（2）由題意可知酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，
加熱2min時間消耗的酒精為；m=0.8g×2=1.6g=1.6×10^-3kg，
放出的熱量為Q_放=mq=1.6×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=4.8×10⁴J．
（3）∵相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，
∴在2分鐘的時間內(nèi)Q_沙吸=Q_水吸=4.2×10⁴J，
又∵加熱滿2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，
△t_沙=250℃-20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg，
．
考點：本題考查熱量的計算、比熱容的概念
點評：本題需要學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式熟練掌握，能從液體的溫度隨時間變化的圖象搜集有關信息是本題的關鍵．