Question

3．小明用如图甲乙所示的实验装置来比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点．已知甲、乙两容器中分别装有10Ω和5Ω的电加热器．将相同质量的水和食用油分别装入甲乙两个容器中，然后通电加热．每隔一定时间测量一下液体的温度，从而得到水和食用油的温度随时间变化图象（如图丙）．由图丙可知：水沸腾时吸热，温度不变（选填“升高”“不变”或“降低”）；加热2min 水吸收的热量大于（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量；食用油的比热容为2.1×10³J/（kg．℃）．（假设电加热器放出的热量全部被液体吸收）

Answer 1

分析 （1）水沸腾时，吸热但温度不变；
（2）由于两个电阻串联，所以电流和时间相同，但电阻不同，据此分析即可判断；
（3）根据图象，水和食用油升高的温度相同，据（2）中所吸收热量的关系，结合公式Q=cm△t便可求出食用油的比热容．

解答 解：据液体沸腾的特点可知，水沸腾时，吸热但温度不变；
由于两个电阻串联，所以电流和时间相同，但电阻不同，水中的电阻大于油中的电阻，据Q=I²Rt可知，加热相同的时间，甲图中产生的热量多，故水吸收的热量多；
据Q=I²Rt可知，相同的时间，甲电热丝释放的热量是Q_甲=I²R_甲t=I²×10Ω×t；
乙电热丝释放的热量是Q_乙=I²R_乙t=I²×5Ω×t；
故Q_甲=2Q_乙；
所以水吸收的热量是油的2倍，即Q_水=2Q_油；
假如都加热4min，结合图丙可得水和油吸收的热量分别为：
Q_水=c_水m△t_水=4.2×10³J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃）；
Q_油=c_油m△t_油=c_油×m×（100℃-20℃）；
因为Q_水=2Q_油，
所以4.2×10³J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃）=2×c_油×m×（100℃-20℃）；
解得c_油=2.1×10³J/（kg•℃）；
故答案为：不变；大于；2.1×10³；

点评 此题考查了液体沸腾的特点、和热量的计算，即明确题目中的信息，知道相同时间内，水吸收热量是油吸热热量的2倍是解决该题的关键．