小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量-比热容,于是她又想到晶体在熔
题目
小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量--比热容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵?带着这个疑问,小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示.实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同.水的比热容为4.2×10
3J/(kg•℃)
(1)根据图线,你能得到的一条信息是:______;
(2)CD段水吸收的热量是多少?
(3)计算出冰的比热容;
(4)设加热器发出的热量有70%被冰或水吸收,求加热器的功率是多大?
(5)若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热λ.
答案
(1)冰吸收热量,温度升高.达到熔化,继续吸收热量,温度保持不变,完成熔化过程.冰全部熔化之后,水吸收热量,温度升高.
(2)冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,
由图象知,水从0℃升高到20℃,
所以,水吸收的热量为:Q=cm△t=0.5kg×4.2×10
3J/(kg•℃)×20℃=4.2×10
4J.
水从0℃升高到20℃,水吸收的热量为4.2×10
4J,需要10min,
所以,水1min吸收的热量为4.2×10
3J.
(3)冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要了5min,吸收热量为:4.2×10
3J×5=2.1×10
4J,
冰的比热容为:c
冰=
=
=2.1×10
3J/(kg•℃).
(4)水吸收热量温度升高过程中,t=10min=600s,
Q=70%W=70%Pt,
4.2×10
4J=70%×P×600s,
所以,P=100W.
(5)0.5kg冰从5min到45min全部熔化,需要40min,吸收的热量为4.2×10
3J×40=1.68×10
5J,
1kg冰全部熔化,吸收的热量为1.68×10
5J×2=3.36×10
5J/kg.
答:(1)冰在熔化时温度保持不变(答案不唯一);(2)4.2×10
3J;(3)2.1×10
3J/(kg•℃);(4)100W;(5)3.36×10
5J/kg.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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