Question

某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热．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，水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精．那么请问：

（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？

（2）给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量？

（3））试求出沙子的比热容．

 

Answer 1

【答案】

（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程；因为沙子的比热比水小，吸收相同热量时，沙子温度升得多．（2）2.4×10⁵J．（3））0.913×10³J/（kg•℃）．

【解析】

试题分析：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程；

因为沙子的比热比水小，吸收相同热量时，沙子温度升得多．

（2）由题意可知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，

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

放出的热量为Q_放=mq=8×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=2.4×10⁵J．

（3））∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，

∴在2分钟的时间内Q_沙吸=Q_水吸= c_水m△t ＝4.2×10³J/（kg•℃）×0.2 kg×50℃＝4.2×10⁴J，

又∵加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，

△t_沙=250℃-20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg，

∴c_沙=Q_沙吸/m△t=4.2×10⁴J/0.2kg×230℃≈0.913×10³J/（kg•℃）．

考点： 热量的计算