Question

济宁市运河中学的物理科技小组，为研究运河水污染状况，他们采集了运河水的样品，用实验室的天平和量筒正确地测量了样品的质量和体积，测量结果如图甲、乙示，然后将样品倒入图丙所示的装置中，用恒定功率为83W的电加热器加热（不计热损失和其他物体吸热），测出不同时刻样品的温度，测得的数据如下表．最后，他们又用气压计测出当时的大气压恰好为一个标准大气压．

时间/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16
温度/℃	21	37	53	69	85	101	101	101	101

（1）根据收集的这些数据，通过观察你能发现运河水的哪些物理特性与纯水存在差别？
（2）通过计算你还能发现运河水的哪些物理特性与纯水存在差别？（写出计算过程）

Answer 1

分析：（1）从标准数据可以观察到水的沸点，当温度不再随时间的增加而增大时的温度就是沸点．
（2）通过砝码的质量和游码的示数求出烧杯和水的总质量，再求出空烧杯的质量，二者之差就是水的质量，从量杯中读出水的体积，应用密度公式算出水的密度；
从表中可以看出每2分钟水升高的温度，吸收的热量等于电热器放出的热量，从而求出水的比热容，再与纯水的相比较．

解答：解：（1）通过观察表格中的数据可以得知运河水的沸点为101℃，比纯水的沸点高．
（2）烧杯和水的总质量为m_总=100g+50g+20g+5g+2g=177g，空烧杯的质量m_空=20g+5g=25g，水的质量m=177g-25g=152g=0.152kg，
体积V=150ml=1.5×10^-4m³，水的密度ρ=

m

V

=

0.152kg

1.5×104m3

≈1.01×10³kg/m³，运河水的密度比纯水的大．
从表中可以看出每2分钟水升高16℃，水吸收的热量等于电热器放出的热量，
Q=W=cm△t=Pt，
所以比热容c=

Pt

m△t

=

83W×2×60s

0.152kg×16℃

≈4.1×10³J/（kg?℃），小于纯水的比热容，

点评：本题考查天平和量筒的读数，以及密度、吸收热量、放出热量、比热容等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是根据所给数据得出结论．