Question

12．（1）从下面的表格提供的信息中，我们可以看出：

	水	酒精	水银
密度（kg/m3）	1.0×103	0.8×103	13.6×103
比热容[J/（kg•℃）]	4.2×103	2.4×103	0.14×103
沸点（℃、标准大气压下）	100	78	357
凝固点（℃）	0	-117	-39

制作一个能测量北极寒冷气温的温度计，应选择表中的液体是酒精；如果用三个相同的加热设备同时对质量相等的三种液体加热，则升温最快的液体是水银；如果取质量相等的三种液体分别放入三个相同的烧杯中，则液面最高的是酒精．
（2）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．

①比较不同燃料的热值，应选择甲乙两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择甲丙两图进行实验；
②某一烧杯中装中200g 30℃的水，如果水吸收了6.3×10⁴J的热量，在标准大气压下，水温升高70℃．（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃））
③如果②问中是用酒精作为燃烧加热，至少要燃烧2.1g的酒精（酒精的热值为3×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）寒冷地区温度低，温度计里面应选择不易凝固的液体；三个相同的加热设备，加热相同的时间，产生的热量相同；三种质量相同的液体吸收的热量相同，根据吸热公式Q_吸=cm△t分析；质量相同的三种液体，由于密度不同，液体的体积不同，分别放入三个相同的烧杯中，体积大的液面高；
（2）①根据控制变量法的应用规则，要比较不同燃料的热值，必须取不同种类的燃料；要比较不同物质的比热，就要取不同种类的液体；
②利用热量公式Q=cm△t的变形公式求解水的末温．需知道在1标准大气压下，水温不能升高到100℃以上；
③已知酒精的燃烧值与酒精燃烧放出的热量，由Q=mq的变形公式可以求出酒精的质量．

解答 解：（1）因为北极寒冷时气温非常低，故应选择凝固点最低的酒精作为温度计内的液体；
用三个相同的加热设备，同时对质量相同的三种液体加热，三种液体吸收的热量相同，因为水银的比热容最小，水银温度升高的最快；
质量相同的三种液体，因为酒精的密度最小，所以酒精的体积最大，分别放入三个相同的烧杯中，酒精的液面最高；
（2）①由图可知，甲、乙两图被加热的液体种类相同、加热用的燃料的种类不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值；
由图可知，甲、丙两实验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的比热．
②由Q_吸=cm△t得：
水温度变化量：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.2kg}$=75℃，
所以t=t₀+△t=30℃+75℃=105℃．
因为在1标准大气压下水的沸点是100℃，当水达到100℃后，继续加热水会沸腾，温度不变，则水温只能升高到100℃，
即水温可升高70℃；
③由Q_放=mq得，
完全燃烧酒精的质量m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.0021kg=2.1g．
故答案是：（1）酒精；水银；酒精；（2）甲乙；甲丙；②70；③2.1．

点评 本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，以及对公式Q_放=mq的掌握和运用，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键．