Question

13．為了探究某物質(zhì)在固態(tài)和液態(tài)時(shí)的吸熱能力，宗誠(chéng)用酒精燈均勻加熱0.4kg該種固體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的圖線如圖所示．通過(guò)查閱資料已知該物質(zhì)液態(tài)（BC階段）時(shí)的比熱容為3×10³J/（kg•℃）．
（1）該物質(zhì)是晶體（晶體或非晶體），在B點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能大于（大于/小于/等于）在A點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能；
（2）該物質(zhì)從第6min到第10min共吸收4.8×10⁴J熱量，該物質(zhì)在固態(tài)（OA階段）時(shí)的比熱容為1.5×10³J/（kg•℃）；
（3）經(jīng)測(cè)量BC階段消耗熱值為3.0×10⁷J/kg的酒精10g（酒精完全燃燒），則在BC階段的熱轉(zhuǎn)化效率為16%．

Answer 1

分析 （1）晶體熔化時(shí)吸熱、內(nèi)能增大，但溫度不變．
（2）根據(jù)Q_吸=cm△t計(jì)算該物質(zhì)吸收的熱量．物質(zhì)在固態(tài)（OA階段）時(shí)吸收的熱量等于BC段吸熱的一半，根據(jù)Q_吸=cm△t變形可求得該物質(zhì)在固態(tài)（OA階段）時(shí)的比熱容；
（3）對(duì)酒精燈來(lái)說(shuō)，有用功為被水吸引的熱量，總功為酒精完全燃燒放出的熱量，酒精燈的效率可用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$來(lái)計(jì)算．

解答 解：
（1）該物質(zhì)在熔化過(guò)程中吸收熱量、溫度不變，是晶體，因此該物質(zhì)在B點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能大于在A點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能；
（2）由圖象知，在第6min水的溫度為50℃，在第10min的溫度為90℃，則：
Q_吸=cm△t=3×10³J/（kg•℃）×0.4kg×（90℃-50℃）=4.8×10⁴J；
物質(zhì)在固態(tài)（OA階段）時(shí)吸收的熱量Q_吸′=$\frac{1}{2}$Q_吸=$\frac{1}{2}$×4.8×10⁴J=2.4×10⁴J，
由Q_吸=cm△t可得：
c=$\frac{{Q}_{吸}′}{m△t}$=$\frac{2.4×1{0}^{4}J}{0.4kg×（50℃-10℃）}$=1.5×10³J/（kg•℃）；
（3）Q_總=mq_酒精=0.01kg×3.0×10⁷J/kg=3×10⁵J，
則η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{4.8×1{0}^{4}J}{3×1{0}^{5}J}$×100%=16%．
故答案為：（1）晶體；大于；（2）4.8×10⁴；1.5×10³；（3）16%．

點(diǎn)評(píng) 此題是有關(guān)晶體熔化圖象的分析，還考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握和運(yùn)用，有一定的拔高難度，屬于中檔題．