Question

3．用如圖甲所示的實驗裝置探究燒杯內(nèi)冰的熔化時溫度的變化規(guī)律．實驗過程中，電熱棒的功率保持恒定．若相同時間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同．若燒杯內(nèi)冰的質(zhì)量為200g、且圖象中從t0到t6每段的加熱時間相同【C_水=4.2×10³J/（kg•℃）】．
（1）c_水=4.2×10³J/（kg•℃），它表示：質(zhì)量為1kg的水溫度升高1℃時吸收的熱量為4.2×10³J．
（2）比較t₂與t₃時刻的內(nèi)能，t₃時刻杯內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能較大．理由是熔化過程要吸收熱量，物質(zhì)的內(nèi)能增加．
（3）試求出該物質(zhì)在t₁到t₅時間段內(nèi)吸收的熱量為1.68×10⁴ J．
（4）已知0～t₁與t₅～t₆的加熱時間相等，由圖乙可知兩段時間內(nèi)，物質(zhì)的溫度升高不同，由此可得出：這種物質(zhì)固態(tài)時的比熱容比液態(tài)時的比熱容小．做出此判斷的依據(jù)是在吸收的熱量和質(zhì)量一定時，物體的溫度變化值越大，比熱容就越�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)比熱容的定義回答水的比熱容的物理意義；
（2）晶體在熔化過程中，吸收熱量、內(nèi)能增加，但溫度保持不變．
（3）先求出t₅～t₆時間內(nèi)吸收的熱量，再根據(jù)相同時間吸收的熱量相同求出t1到t5時間段內(nèi)吸收的熱量；
（4）根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）可知：在吸收的熱量和質(zhì)量一定時，物體的溫度變化值越大，比熱容就越�。�

解答 解：
（1）c_水=4.2×10³J/（kg•℃）表示質(zhì)量為1kg的水溫度升高1℃時吸收的熱量為4.2×10³J．
（2）從t ₂到t₃的時間段，溫度雖然不變，但物質(zhì)熔化要吸收熱量，內(nèi)能就會增加，所以t₂時刻杯內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能較小，t₃時刻杯內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能較大．
（3）冰化水后質(zhì)量不變，故m_水=m_冰=200g=0.2kg；
t₅～t₆時間內(nèi)吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×5℃=4.2×10³J；
由圖知t₁～t₅時間段內(nèi)吸收的熱量是t₅～t₆的4倍，故t₁～t₅時間段內(nèi)吸收的熱量為4×4.2×10³J=1.68×10⁴J；
（4）電熱棒的功率保持恒定，燒杯內(nèi)物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相同，
在0～t₁時間里升高的溫度為△t₁=10℃，在t₅～t₆時間里升高的溫度為△t₂=5℃，故△t₁＞△t₂；
Q=cm△t可知，當吸收的熱量和質(zhì)量都相同時，△t越大比熱容C就越小，所以這種物質(zhì)固態(tài)時的比熱容小于液態(tài)時的比熱容．
故答案為：（1）質(zhì)量為1kg的水溫度升高1℃時吸收的熱量為4.2×10³J；
（2）t₃；熔化過程要吸收熱量，物質(zhì)的內(nèi)能增加；
（3）1.68×10⁴；
（4）�。辉谖�收的熱量和質(zhì)量一定時，物體的溫度變化值越大，比熱容就越�。�

點評 該題通過圖象考查了晶體的熔化過程，解題的關鍵是理解圖象中每一階段表示的含義及物質(zhì)的狀態(tài)．