Question

11．用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律．实验过程中，电热棒的功率保持恒定．

（1）某时刻温度计的示数如图甲所示，此刻物质的温度是-8℃．
（2）根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化图象如图乙所示，该物质的熔点是0℃．
（3）t₂时刻该物质处于固液共存态．
（4）比较t₂与t₃时刻的内能，t₂时刻的内能＜（填“＞”、“=”或“＜”）t₃时刻的内能．理由是熔化过程要吸收热量．
（5）已知0～t₁与t₅～t₆的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容小．

Answer 1

分析 （1）温度计读数时，首先要看清温度计的分度值，再根据液柱上表面对应的刻度进行读数，还要注意是在零上还是零下；
（2）晶体在熔化过程中温度保持不变，具有一定的熔点．其熔化图象上有一水平线段，对应的温度就是该晶体的熔点；
（3）晶体熔化前是固态，熔化时是固液共存状态，熔化后是液态；
（4）晶体在熔化过程中，吸收热量、内能增加，但温度保持不变．
（5）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知：在吸收的热量和时间一定时，物体的温度变化值越大，比热容就越小．

解答 解：（1）由甲图可知，该温度计的分度值是1℃，而且液柱上表面对应的刻度在零刻度以下，故读数为-8℃；
（2）由乙图中图象可知，从t₁第到t₅这段时间内，随加热时间的增加温度不变，说明这一段时间该物质处于熔化过程，对应的温度就是该物质的熔点，是0℃；该物质在熔化过程中温度保持不变，所以是晶体；
（3）图中所示t₂时刻是晶体的熔化过程，该物质处于固液共存状态；
（4）从t₂到t₃的时间段，物体要吸收热量，内能就会增加，所以t₂时刻杯内物质的内能较小，t₃时刻杯内物质的内能较大．
（5）烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，在0～t₁时间里升高的温度为△t₁=20℃，
在t₅～t₆时间里升高的温度为△t₂=10℃，故△T₁＞△T₂，
由Q=cm△t可知，当吸收的热量和质量都相同时，△t越大比热容就越小．所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容．
故答案为：（1）-8；（2）0；（3）固液共存；（4）＜；熔化过程要吸收热量；（4）小．

点评 该题通过图象考查了晶体的熔化过程，解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态．