Question

某物理探究小组学习关于比热容的知识后，结合生活经验，提出了疑问：质量相同的不同液体沸腾变为气体时吸收的热量是否相同呢？
（1）通过查找资料，他们知道为了表示液体的这种性质，物理学中引入了汽化热这个物理量．仿照比热容的定义，可知：________在标准大气压下沸腾汽化成同温度的气体时________，叫做这种液体的汽化热．用字母L表示．其定义式为________．
（2）通常情况下，同种液体在不同温度下的汽化热是不同的．他们设计了如图所示的装置，可以用来测定100℃时水的汽化热．该装置的测量原理是：用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量，同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流，根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热L．
由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的，该组同学实验时测量了两组数据，如下表所示：

	电压/V	电流/A	时间/s	水的初质量/g	水的末质量/g
第一组	20	1	300	70	68
第二组	40	2	300	70	60

①试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变．
②根据以上数据，求水的汽化热L．
③针对此实验提出一些减少实验误差的措施．

Answer 1

解：（1）单位质量的某种液体吸收的热量；L=；
（2）①该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．因为加热功率发生改变后，水温并不会改变，与周围环境的温度差也就不变，而其他的条件也都未发生变化，所以散热功率不会发生变化．
②由能量守恒定律可知：P_电t=P_散t+Q_吸=P_散t+△mL
即U₁I₁t₁=P_散t₁+△m₁L
U₂I₂t₂=P_散t₂+△m₂L
代入数据得：20V×1A×300s=P_散×300s+（70g-68g）×L
40V×2A×300s=P_散×300s+（70g-60g）×L
解之：L=2.25×10⁶J/kg；
③增大加热功率（或电压）、增大汽化水的质量、换用更保温的容器（减少散热功率）、适当增大环境温度、减小测量时间、多测几组数求平均值等．
故答案为：（1）单位质量的某种液体；吸收的热量；L=；
（2））①该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．因为加热功率发生改变后，水温并不会改变，与周围环境的温度差也就不变，而其他的条件也都未发生变化，所以散热功率不会发生变化．
②水的汽化热L为2.25×10⁶J/kg；
③增大加热功率（或电压）、增大汽化水的质量、换用更保温的容器（减少散热功率）、适当增大环境温度、减小测量时间、多测几组数求平均值等．
分析：（1）比热容是指：单位质量的某种物质，升高或降低单位温度时吸收或放出的热量；类比比热容的定义，即可得出“汽化热”的定义．
（2）①分析表中信息，根据P=UI得出加热功率的是否发生变化，根据水温的改变确定散热功率是否发生改变；
②根据能量守恒列出等价关系式，解之即可；
③根据加热功率、水的质量、环境温度、加热时间、多次测量求平均值等方面进行分析即可．
点评：此题主要考查的是比热容的定义和热量的相关计算，同时类比比热容引入了新定义“汽化热”，考查了同学们知识迁移、举一反三的能力．