Question

（2010?太倉市模擬）小紅在學(xué)習(xí)了“比熱容”的有關(guān)知識(shí)后，知道單位質(zhì)暈的不同物質(zhì)在升高相同溫度時(shí)，所吸收的熱量不同，為了描述物質(zhì)的這種性質(zhì)，引入了一個(gè)新的物理量--比熱容，于是她又想到晶體在熔化時(shí)，溫度雖然保持不變，但需要吸收熱量，那么單位質(zhì)量的不同晶體熔化時(shí)所吸收的熱量是否相同昵？帶著這個(gè)疑問，小紅在實(shí)驗(yàn)室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實(shí)驗(yàn)，并描繪出冰的溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系圖線如圖所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)，冰的質(zhì)量為0.5kg，相同時(shí)間冰和水吸收的熱量相同．水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）
（1）根據(jù)圖線，你能得到的一條信息是：

冰在熔化時(shí)溫度保持不變

；
（2）CD段水吸收的熱量是多少？
（3）計(jì)算出冰的比熱容；
（4）設(shè)加熱器發(fā)出的熱量有70%被冰或水吸收，求加熱器的功率是多大？
（5）若規(guī)定“質(zhì)量為1kg的某種晶體物質(zhì)在完全熔化時(shí)所吸收的熱量叫做該物質(zhì)的熔化熱”，根據(jù)圖中所給的信息，計(jì)算出冰的熔化熱λ．

Answer 1

分析：（1）冰吸收熱量，溫度升高；冰在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變；冰全部熔化成水，水吸收熱量，溫度升高．
（2）冰變成水，物質(zhì)的狀態(tài)變化，質(zhì)量不變．
CD段是水，知道水的質(zhì)量、比熱、溫度變化，根據(jù)Q=cm△t，計(jì)算水吸收的熱量．
求出1min冰或水吸收的熱量．
（3）在AB段，知道吸收的熱量、質(zhì)量、溫度變化量，根據(jù)Q=cm△t，計(jì)算冰的比熱．
（4）用加熱器加熱水的過程中，水吸收的熱量與加熱器放出熱量的關(guān)系：Q=70%W，計(jì)算功率．
（5）根據(jù)0.5kg冰，1min吸收的熱量，求出0.5kg冰全部熔化時(shí)吸收的熱量，求出1kg冰全部熔化吸收的熱量，求出冰的熔化熱．

解答：解：（1）冰吸收熱量，溫度升高．達(dá)到熔化，繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變，完成熔化過程．冰全部熔化之后，水吸收熱量，溫度升高．
（2）冰的質(zhì)量為0.5kg，冰熔化成水，狀態(tài)變化，質(zhì)量不變，水的質(zhì)量是0.5kg，
由圖象知，水從0℃升高到20℃，
所以，水吸收的熱量為：Q=cm△t=0.5kg×4.2×10³J/（kg?℃）×20℃=4.2×10⁴J．
水從0℃升高到20℃，水吸收的熱量為4.2×10⁴J，需要10min，
所以，水1min吸收的熱量為4.2×10³J．
（3）冰從-20℃吸收熱量升高到0℃，需要了5min，吸收熱量為：4.2×10³J×5=2.1×10⁴J，
冰的比熱容為：c_冰=

Q冰

m△t

=

2.1×104J

0.5kg×20℃

=2.1×10³J/（kg?℃）．
（4）水吸收熱量溫度升高過程中，t=10min=600s，
Q=70%W=70%Pt，
4.2×10⁴J=70%×P×600s，
所以，P=100W．
（5）0.5kg冰從5min到45min全部熔化，需要40min，吸收的熱量為4.2×10³J×40=1.68×10⁵J，
1kg冰全部熔化，吸收的熱量為1.68×10⁵J×2=3.36×10⁵J/kg．
答：（1）冰在熔化時(shí)溫度保持不變（答案不唯一）；（2）4.2×10³J；（3）2.1×10³J/（kg?℃）；（4）100W；（5）3.36×10⁵J/kg．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查Q=cm△t的計(jì)算，知道其中的三個(gè)量，求第四個(gè)量．
求出冰在升溫、熔化、水在升溫過程中，1min吸收的熱量是解決本題的關(guān)鍵．