Question

【题目】某同学在研究“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用完全相同的方式分别给质量都是200g的沙子和水加热．他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示．已知酒精的热值q=3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精．已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg℃），求：

（1）加热2min时间内水吸收的热量Q吸水；

（2）这2min时间内酒精灯的加热效率η；

（3）沙子的比热容c沙 ．

Answer 1

【答案】（1）4.2×104J（2）25%（3）0.91×103J/（kg℃）

【解析】（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程．由图b可知，加热2min水温度升高，则加热2min时间内水吸收的热量：

（2）因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量：

则酒精完全燃烧放出的热量： ．酒精灯的加热效率：

（3）因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量： ，由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，．由可得，沙子的比热容：

．

答：（1）加热2min时间内水吸收的热量为4.2×104J；

（2）这2min时间内酒精灯的加热效率为25%；

（3）沙子的比热容为0.91×103J/（kg℃）．