某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水,用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热.他们绘

某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水,用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热.他们绘

题型:不详难度:来源:
某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水,用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示.已知酒精的热值是3.0×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问:
(1)图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象?为什么?
(2)给水加热持续了10min时间,消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量?
(3)试求出沙子的比热容.
答案
(1)图a表示的是沙子吸热升温的过程,因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,
从公式△t=
Q
Cm
可知,沙子温度升得多.
(2)∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精,
∴加热10min时间消耗的酒精为:
m=0.8g×10=8g=8×10-3kg,
Q=mq=8×10-3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J;
(3)由图b知,在2min时间内,△t=70℃-20℃=50℃,
Q水吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J,
∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量
∴在2分钟的时间内,
Q沙吸=Q水吸=42000J,
由图a知加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,
△t=250℃-20℃=230℃,m=200g=0.2kg
∴C=
Q沙吸
m△t
=
42000J
0.2kg×230℃
≈0.91×103J/(kg•℃).
答:(1)a图,沙子的比热容小于水,相同质量的水和沙子吸收相同的热量,沙子温度升得高;
(2)消耗的酒精如果完全燃烧将放出2.4×105J的热量;
(3)沙子的比热容为0.91×103J/(kg•℃).
举一反三
沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆地区______,是因为水的比热容比砂石的比热容______(均选填“大”或“小”).质量为20千克的水温度降低5℃,水放出的热量为______焦.[c=4.2×l03焦/(千克•℃)].
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在探究“水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关”实验中,记录的实验数据如下表.
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实验
次数
质量
m/kg
初温
t0/℃
末温
t/℃
加热时间
t/min
吸收热量
Q/J
1O.120302
2O.220304
3O.320306
4O.3204012
5O.3205018
质量为2kg的水,温度由25℃降低到20℃放出的热量是(  )[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)].
A.4.2×104JB.2.1×105JC.1.68×105JD.3.78×105J
质量均为1kg的铜块[c=3.9×102J/(kg•℃)]和铅块[c=1.3×102J/(kg•℃)],如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为______.
如图所示是生活中常用的一种电热水壶,它的壶嘴与壶身构成了一个______.若电热水壶中装有2kg的水,它将这些水从20℃加热到70℃时,水吸收的热量是______J【c=4.2×103J/kg•℃】