Question

9．某同学在学习了“比热容”的有关知识后，知道了“不同物质的比热容一般是不同的”．于是他又想到“同种物质状态不同时，比热容是否相同呢？”带着这个疑问，他在实验室利用相同的电热器分别加热水和冰，如图所示，
并将收集到的数据记录在下面的表格中．

材料	质量 m/g	升高5℃所需时间 t1/min	升高10℃所需时间 t2/min	升高15℃所需时间 t3/min
水	100	0.5	1	1.5
冰	100	0.25	0.5	0.75

（1）选用相同的电热器的目的是控制不同物质在相同的时间吸收的热量相同；
（2）若加热器消耗的电能有70%被水吸收，则0.5min内电流所做的功是3×10³J；
（3）该同学的疑问是否得到了解决呢？根据上面的实验数据，请你说明你的观点．

Answer 1

分析 （1）根据控制变量法的要求，要探究不同物质比热容大小关系，需要控制不同物质在相同的时间内吸收的热量相同；
（2）先根据Q_吸=cm（t-t₀）求出0.5min水吸收的热量；利用效率公式求出消耗的电能；
（3）相同质量的不同种物质，在加热情况相同的情况下，升高相同的温度，由吸热公式可知，吸收热量越多，液体比热容越大．

解答 解：（1）探究不同物质比热容大小关系时，要控制不同物质在相同的时间内吸收的热量相同，所以要选择相同的电热器，保证在相同的时间放出的热量相同；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×5℃=2.1×10³J；
因为η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=70%，
所以消耗的电能：
W_加热=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{3}J}{70%}$=3×10³J；
（3）由表中数据可知，水与冰的质量m相同，水和冰升高相同温度△t，加热水的时间长，说明水吸收的热量Q多；
由Q=cm△t可知，c=$\frac{Q}{m△t}$可知，水的比热容比冰的比热大；
据此可以得出结论：同种物质状态不同时，比热容不同，问题得到解决．
故答案为：（1）控制不同物质在相同的时间吸收的热量相同；（2）3×10³；（3）该同学的疑问得到解决；观点为：同种物质状态不同时，比热容不同．

点评 本题考查了控制变量法的应用，以及热量公式的应用；熟练应用控制变量法是正确解题的关键，计算时注意单位的换算．