Question

某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热．他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示．已知酒精的热值是3.0×10⁷J/kg,加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精．那么请问：

(1)a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像?为什么?
(2) 加热满2min时,水吸收了多少热量?
(3) 给水加热的2min时间内，如果酒精完全燃烧将放出多少热量?
(4) 试求出沙子的比热容．

Answer 1

（1）a是沙子，吸热相同，a的温度变化大，比热容小（2）4.2×10⁴J（3）6×10⁴J (4)0.91×10³J/(kg.℃)

解析试题分析：（1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，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，从公式可知，沙子温度升得多．（2）从图象可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式计算水吸收的热量．=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（70℃－20℃）=4.2×10⁴J．(3)加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，给水加热的2min时间内消耗2g酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量；（4）因为相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以在2分钟的时间内，Q_沙吸=Q_水吸=42000J，又因为加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，△t_沙=250℃－20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg，沙子的比热容c_沙=．
答：（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，从公式可知，沙子温度升得多．（2）水吸收了42000J的热量．（3）酒精完全燃烧将放出6×10⁴J的热量．（4）沙子的比热容为0.91×10³J/（kg?℃）．
考点：控制变量法与探究性实验方案；物质的吸热公式；燃料的热值；比热容