Question

3．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力．

（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制不同物质的质量相同；
（2）加热10min，水吸收的热量等于（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是98℃，煤油的比热容是2.1×10³J/（kg•℃）【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】
（4）若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是6.0×10⁵J．（q_酒=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）（2）我们使用相同的酒精灯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）根据沸点回答；由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即吸收的热量是煤油的2倍，根据c=$\frac{Q}{m△t}$在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，求出煤油的比热容；
（4）已知质量和热值，根据Q_放=mq_酒求放出的热量．

解答 解：（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是：控制不同物质的质量相同；
（2）加热10min，水吸收的热量 等于煤油吸收的热量；
（3）水沸腾时保持不变的温度叫沸点，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是98℃，
由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即吸收的热量是煤油的2倍，根据c=$\frac{Q}{m△t}$，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，故煤油的比热容是：
$\frac{1}{2}$×4.2×10³J/（kg•℃=2.1×10³J/（kg•℃）．
（4）若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是：
Q_放=mq_酒=0.02kg×3.0×10⁷J/kg=6.0×10⁵J．
故答案为：（1）控制不同物质的质量相同；（2）等于；（3）98；2.1×10³J/（kg•℃）；（4）6.0×10⁵．

点评 本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比热公式、热值公式的应用，为热学中的重要实验．