Question

5．小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态．图乙是他根据记录的数据绘制的温度-时间图象，试根据图象求：

（1）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了多少J的热量？
（2）求出冰的比热容是多少？（c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（3）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象，老师认为他的CD段数据有问题，老师做出这样的判断依据是因水的比热容较大，质量相等的冰和水吸收相同热量，水升温较慢．

Answer 1

分析 （1）（2）由于冰化水，状态变化、质量不变，可知水的质量，利用Q_吸=cm（t-t₀）求CD阶段的水在10min吸收的热量；由于相同时间内物质吸收的热量相同，可求BC阶段（10min）吸收的热量；同样的道理可求AB段（5min）的冰吸收的热量，再利用Q_吸=cm（t-t₀）求冰的比热容；
（3）首先根据该物质的熔点判断出该物质为冰．知道水的比热容最大．

解答 解：
（1）由于冰化水，状态变化、质量不变，m_水=m_冰=100g=0.1kg，
CD阶段的水在10min吸收的热量：
Q_吸CD=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（10℃-0℃）=4.2×10³J，
因为相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段（10min）物质共吸收的热量：
Q_吸BC=Q_吸CD=4.2×10³J；
（2）AB段（5min）的冰吸收的热量：
Q_吸AB=$\frac{1}{2}$×Q_吸CD=$\frac{1}{2}$×4.2×10³J=2.1×10³J，
Q_吸AB=c_冰m_冰（t-t₀）=c_冰×0.1kg×[0℃-（-10℃）]=2.1×10³J，
解得：
c_冰=2.1×10³J/（kg•℃）；
（3）因为水的比热容较大，所以质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢，而图丙中水升温应比冰慢．
故答案为：（1）4.2×10³；（2）2.1×10³J/（kg•℃）；（3）因水的比热容较大，质量相等的冰和水吸收相同热量，水升温较慢．

点评 观察晶体与非晶体图象要学会看关键点，这样才能做出准确的判断．吸收公式Q_吸=cm（t-t₀）是我们应该重点掌握的，运用中注意温度的变化值是多少．