Question

【題目】小強(qiáng)帶領(lǐng)物理興趣小組的同學(xué)在探究“沙子和水誰的吸熱本領(lǐng)大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈、兩個完全相同的裝置分別給質(zhì)量都是20g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象如圖所示，已知酒精的熱值是3.0×107J/kg，加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，那么請問：

（1）a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖象？為什么？
（2）加熱滿2min時，水吸收了多少熱量？
（3）給出加熱持續(xù)了10min時間，若酒精能完全燃燒，將放出多少熱量？
（4）試求出沙子的比熱容．

Answer 1

【答案】
（1）解：圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，

因為沙子和水的質(zhì)量相等，沙子的比熱容比水小，吸收相同熱量時，

從公式△t= 可知，沙子的溫度升得多

（2）解：已知c水=4.2×103J/（kg℃），m水=20g=0.02kg，

從b圖可知，t水=70℃，t0=20℃

所以水吸收的熱量：

Q水吸=c水m水（t水﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.02kg×（70℃﹣20℃）=4200J

（3）解：因為酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，

所以加熱10min時間消耗的酒精為：m=0.8g×10=8g=8×10﹣3kg，

酒精完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=8×10﹣3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J

（4）解：兩只完全相同的酒精燈，相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，

所以在2分鐘的時間內(nèi)，Q沙吸=Q水吸=4200J，

從a圖可知，2min內(nèi)沙子的溫度從20℃上升到250℃，

m沙=20g=0.02kg，t0=20℃，t沙=250℃

所以c沙= ≈9.13×102J/（kg℃）

【解析】（1）用兩只完全相同的酒精燈，分別給水和沙子加熱，這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，再利用公式△t= 進(jìn)行分析．（2）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(zhì)量和比熱容，可利用公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量．（3）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10min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．（4）相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，從（2）可知，加熱2min水吸收的熱量，已知沙子的質(zhì)量和加熱2min沙子的溫度變化，可利用公式c= 計算沙子的比熱容．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解比熱容的概念的相關(guān)知識，掌握比熱容（C）：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容． （物理意義就類似這樣回答） 比熱容的單位是：焦耳/(千克?℃)，讀作：焦耳每千克攝氏度．