Question

19．为了比较不同物质的吸热本领是否相同，小明选取了如图1所示器材进行实验，实验数据记录如表：

物质	质量/g	升温10℃所需时间/s	升温20℃所需时间/s	升温30℃所需时间/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

（1）为完成该实验，除图中使用的器材外，还需要的测量工具有温度计、秒表和天平．
（2）分析表中的实验数据可知：质量相等的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）沙子吸收的热量．这说明水的吸热本领大些．
（3）小华看了小明的实验方案和器材后，建议小明把沙子换成食用油，你能说出这样做的优点吗？食用油较沙子受热均匀
（4）如图2，是课本《16.4  科学探究：电流的热效应》一节中所提供的实验方案，其实这一方案经过适当的改动，完全可以用来完成本实验的探究，请你指出其中需要改动的地方：
改动一：将一个容器中的煤油换成等质量的食用油
改动二：容器内换成两根阻值大小相等的电阻丝

Answer 1

分析 （1）（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少．这种方法叫转化法．
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（3）从两种物质易受热均匀角度考虑；
（4）分析图2电路的连接，根据串联电路电流的规律、焦耳定律，根据比较物质吸热能力的第2种方法结合转换法分析回答．

解答 解：（1）根据控制变量法，要控制水和沙子的质量相同，故要到天平；
（2）分析表中的实验数据可知：质量相等的水和沙子，升高相同温度时，水加热时间长，故水吸收的热量大于沙子吸收的热量．这说明水的吸热本领大些；
（3）液体加热后既可发生热传导也可发生对流现象，即下面加热的部分，受热膨胀，密度减小，上面温度低密度大的过来填补，再加上搅拌器的搅拌，液体受热较为均匀，能正确反应吸热后物质的升温情况，固体的沙子则不能发生对流，只能依靠热传导，沙子因为固体有流动性，用搅拌器搅拌不易起到这个作用，导致受热不均匀，不能正确反应吸热后的升温情况，故建议小明把沙子换成食用油；
（4）比较不同物质的吸热本领是否相同，根据使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强（即比较吸热能力的第2种方法），故要求控制相同质量的水和食用油吸收相同的热量，通过比较温度的变化确定吸热能力的不同，故应将一个容器中的煤油换成等质量的食用油；
本实验中是通过两串联的电热丝给不同液体加热的，根据串联电路电流都相等，由焦耳定律Q=I²Rt，故将容器内换成两根阻值大小相等的电阻丝即能保证不同的物质吸收的热量相同．
故答案为：
（1）天平；
（2）大于；水；
（3）食用油较沙子受热均匀；
（4）将一个容器中的煤油换成等质量的食用油；容器内换成两根阻值大小相等的电阻丝．

点评 本题比较不同物质的吸热本领，考查控制变量法及转换法的运用及对实验方案的评估能力，并将本实验与研究电流的热效应的实验作比较，将电学知识与热学知识结合起来，考查串联电路电流的规律及焦耳定律，综合性强，有难度，有新意，为一好题．