Question

【题目】小强带领物理兴趣小组的同学在探究“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、两个完全相同的装置分别给质量都是20g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水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，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问：

（1）a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？
（3）给出加热持续了10min时间，若酒精能完全燃烧，将放出多少热量？
（4）试求出沙子的比热容．

Answer 1

【答案】
（1）解：图a表示的是沙子吸热升温的过程，

因为沙子和水的质量相等，沙子的比热容比水小，吸收相同热量时，

从公式△t= 可知，沙子的温度升得多

（2）解：已知c水=4.2×103J/（kg℃），m水=20g=0.02kg，

从b图可知，t水=70℃，t0=20℃

所以水吸收的热量：

Q水吸=c水m水（t水﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.02kg×（70℃﹣20℃）=4200J

（3）解：因为酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，

所以加热10min时间消耗的酒精为：m=0.8g×10=8g=8×10﹣3kg，

酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=8×10﹣3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J

（4）解：两只完全相同的酒精灯，相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，

所以在2分钟的时间内，Q沙吸=Q水吸=4200J，

从a图可知，2min内沙子的温度从20℃上升到250℃，

m沙=20g=0.02kg，t0=20℃，t沙=250℃

所以c沙= ≈9.13×102J/（kg℃）

【解析】（1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式△t= 进行分析．（2）从图象可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量．（3）已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g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．（4）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，从（2）可知，加热2min水吸收的热量，已知沙子的质量和加热2min沙子的温度变化，可利用公式c= 计算沙子的比热容．
【考点精析】解答此题的关键在于理解比热容的概念的相关知识，掌握比热容（C）：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容． （物理意义就类似这样回答） 比热容的单位是：焦耳/(千克?℃)，读作：焦耳每千克摄氏度．