Question

10．小明在探究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，采用兩個完全相同的酒精燈分別給質量200g的沙子和水加熱（如圖甲、乙），根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出沙子和水的溫度隨加熱時間變化的圖象（如圖丙、丁所示）．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）．
請你回答問題：
（1）表示沙子吸熱時，溫度隨加熱時間變化的圖象是丙（填“丙”或“丁”）
（2）在開始加熱2min內，水吸收的熱量約為4.2×10⁴J．
（3）根據(jù)圖象提供的信息，結合水比熱容的大小，估算沙子的比熱容．
（4）小明查比熱容表發(fā)現(xiàn)，沙子的比熱容為0.96×10³J/（kg•℃）．請你對沙子的真實比熱容和你估算的比熱容之間差異的原因，提出一種合理的猜想、假設．

Answer 1

分析 （1）相同質量的不同物質，在同樣受熱的情況下，比熱容越大，吸熱本領越強，溫度變化越慢；否則越快．
（2）首先根據(jù)圖象，得出加熱2分鐘時水的溫度，然后根據(jù)公式Q=cm•△t進行計算．
（3）同時加熱2分鐘，水和沙子吸收的熱量是相同的，然后根據(jù)公式Q=cm•△t，代入吸收的熱量、質量及升高的溫度，從而計算出沙子的比熱容．
（4）熱量損失不同，導致溫度的變化量存在較大的誤差．

解答 解：（1）圖丙表示的是沙子吸熱升溫的過程；因為沙子的比熱比水小，吸收相同熱量時，沙子溫度升得多．
（2）由圖象知，水加熱2分鐘時的溫度是70℃．
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁴J；
（3）相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，所以在2分鐘的時間內，沙子和水吸收的熱量相等，
即Q_沙吸=Q_水吸，
C_沙×0.2kg×（270℃-20℃）=4.2×10⁴J，
解得：C_沙=0.84×10³J/（kg•℃）；
（4）根據(jù)數(shù)據(jù)可知，砂石加熱后的溫度遠遠高于水加熱后的溫度，即砂石與周圍環(huán)境的溫差大，熱損失就多，導致溫度的變化量測量不精確，所以通過實驗得到砂石比熱容與砂石真實比熱容之間存在差異．
故答案為：（1）丙；（2）4.2×10⁴；（3）0.84×10³J/（kg•℃）；（4）砂石、水與周圍環(huán)境的溫差相差較大，導致熱損失不同．

點評 此題通過各個方面考查了學生對比熱容概念的理解，同時考查了學生根據(jù)圖象分析問題的能力，同時考查了有關熱量的計算及公式的變形運用，要熟練掌握．