Question

【題目】某校物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，用兩個相同的容器分別裝有質量都是200g的沙子和水，用兩只完全相同的酒精燈在相同環(huán)境下分別加熱．他們繪制出沙子與水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0.8g酒精．那么請問：
（1）圖中a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖象？為什么？

（2）給水加熱持續(xù)了10min時間，消耗的酒精如果完全燃燒將放出多少熱量？
（3）試求出沙子的比熱容．

Answer 1

【答案】
（1）解：圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，因為沙子和水的質量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，

從公式△t= 可知，沙子溫度升得多

（2）解：∵酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，

∴加熱10min時間消耗的酒精為：

m=0.8g×10=8g=8×10﹣3kg，

Q放=mq=8×10﹣3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J

（3）解：由圖b知，在2min時間內(nèi)，△t水=70℃﹣20℃=50℃，

Q水吸=C水m水△t水=4.2×103J/（kg℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）=42000J，

∵相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量

∴在2分鐘的時間內(nèi)，

Q沙吸=Q水吸=42000J，

由圖a知加熱2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，

△t沙=250℃﹣20℃=230℃，m沙=200g=0.2kg

∴C沙= = ≈0.91×103J/（kg℃）

【解析】（1）用兩只完全相同的酒精燈，分別給水和沙子加熱，這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，再利用公式△t= 進行分析．（2）已知酒精燈平均每分鐘消耗0.8g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放=mq計算熱量．（3）由圖b知，在2min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，可得沙子吸收的熱量，由圖a知加熱2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，根據(jù)吸熱公式求沙子的比熱容．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解比熱容的概念的相關知識，掌握比熱容（C）：單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量叫做這種物質的比熱容． （物理意義就類似這樣回答） 比熱容的單位是：焦耳/(千克?℃)，讀作：焦耳每千克攝氏度，以及對熱量的計算的理解，了解熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．