Question

在比较“水和煤油谁吸热升温快”的过程中，某实验小组选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g、初温都是20℃的水和煤油加热．根据记录的数据绘制出水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3.0×10⁷J/kg，水的比热容是4.2×10³J/（kg?℃），加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精．那么请问：
（1）图中

b

（a/b）是水吸热升温的图象；
（2）从开始加热到水开始沸腾，酒精放出多少热量？这些热量都被水吸收了吗？（通过计算说明）
（3）试求出煤油的比热容．

Answer 1

分析：（1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和煤油加热，这样做的目的是使水和煤油在相同时间吸收相同的热量，再利用热量的变形公式进行分析．
（2）已知酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，便可以计算出给水加热10min时间消耗的酒精，已知酒精的热值，可利用公式Q_放=mq计算热量，利用Q=cm△t可求出水吸收的热量，比较可以水水是否全部吸收．
（3）由图b知，在10min时间内，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量，由于在相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，可得煤油吸收的热量，由图a知加热10min，煤油的温度从20℃上升到180℃，根据吸热公式求煤油的比热容．

解答：解：（1）因为水和煤油的质量相等，吸收相同热量时，b升高的温度低，由△t=

Q

cm

可知，b的比热容大，而水的比热容大于煤油的比热容，因此b是水吸热升温的图象．
（2）∵酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，
∴加热10min时间消耗的酒精为：
m=1g×10=0.01kg，
Q_放=mq=0.01kg×3.0×10⁷J/kg=3×10⁵J，
此时水吸收的热量：Q_水吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁴J，
显然水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的热量，因此酒精放出的热量没有全部被水吸收．
（3）由图b知，在10min时间内，水吸收的热量Q_水吸=6.72×10⁴J，
∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量
∴在10min的时间内，
Q_煤油吸=Q_水吸=6.72×10⁴J，
由图a知加热10min，煤油的温度从20℃上升到180℃，
△t_煤油=180℃-20℃=160℃，m_煤油=200g=0.2kg
∵Q=cm△t
∴C_煤油=

Q煤油吸

m煤油△t煤油

=

6.72×104J

0.2kg×160℃

=2.1×10³J/（kg?℃）．
答：（1）图中b是水吸热升温的图象；
（2）从开始加热到水开始沸腾，酒精放出3×10⁵J的热量；这些热量不能全部被水吸收；
（3）煤油的比热容为2.1×10³J/（kg?℃）．

点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．