在比較“水和煤油誰吸熱升溫快”的過程中,某實驗小組選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g、初溫都是20℃的水和煤油加熱.根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制出水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示.已知酒精的熱值是3.0×107J/kg,水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃),加熱時酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精.那么請問:
(1)圖中
b
b
(a/b)是水吸熱升溫的圖象;
(2)從開始加熱到水開始沸騰,酒精放出多少熱量?這些熱量都被水吸收了嗎?(通過計算說明)
(3)試求出煤油的比熱容.
分析:(1)用兩只完全相同的酒精燈,分別給水和煤油加熱,這樣做的目的是使水和煤油在相同時間吸收相同的熱量,再利用熱量的變形公式進行分析.
(2)已知酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精,便可以計算出給水加熱10min時間消耗的酒精,已知酒精的熱值,可利用公式Q=mq計算熱量,利用Q=cm△t可求出水吸收的熱量,比較可以水水是否全部吸收.
(3)由圖b知,在10min時間內(nèi),水升高的溫度值,利用吸熱公式求水吸收的熱量,由于在相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量,可得煤油吸收的熱量,由圖a知加熱10min,煤油的溫度從20℃上升到180℃,根據(jù)吸熱公式求煤油的比熱容.
解答:解:(1)因為水和煤油的質(zhì)量相等,吸收相同熱量時,b升高的溫度低,由△t=
Q
cm
可知,b的比熱容大,而水的比熱容大于煤油的比熱容,因此b是水吸熱升溫的圖象.
(2)∵酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精,
∴加熱10min時間消耗的酒精為:
m=1g×10=0.01kg,
Q=mq=0.01kg×3.0×107J/kg=3×105J,
此時水吸收的熱量:Q水吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(100℃-20℃)=6.72×104J,
顯然水吸收的熱量小于酒精完全燃燒放出的熱量,因此酒精放出的熱量沒有全部被水吸收.
(3)由圖b知,在10min時間內(nèi),水吸收的熱量Q水吸=6.72×104J,
∵相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量
∴在10min的時間內(nèi),
Q煤油吸=Q水吸=6.72×104J,
由圖a知加熱10min,煤油的溫度從20℃上升到180℃,
△t煤油=180℃-20℃=160℃,m煤油=200g=0.2kg
∵Q=cm△t
∴C煤油=
Q煤油吸
m煤油t煤油
=
6.72×104J
0.2kg×160℃
=2.1×103J/(kg?℃).
答:(1)圖中b是水吸熱升溫的圖象;
(2)從開始加熱到水開始沸騰,酒精放出3×105J的熱量;這些熱量不能全部被水吸收;
(3)煤油的比熱容為2.1×103J/(kg?℃).
點評:本題考查了學(xué)生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用,能從液體的溫度隨時間變化的圖象搜集有關(guān)信息是本題的關(guān)鍵.
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升高溫度
升高溫度
的多少,從而比較它們的吸熱能力;實驗中,用
加熱時間
加熱時間
間接反映吸收的熱量.

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