Question

10．用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究燒杯內(nèi)的冰熔化時(shí)物理現(xiàn)象．實(shí)驗(yàn)過程中，電熱棒的單位時(shí)間提供的熱量保持恒定．

（1）某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖甲所示，此刻物質(zhì)的溫度是-8℃．
（2）比較第2分鐘與第3分鐘時(shí)刻的內(nèi)能，第3分鐘杯內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能較大．理由是物體要吸收熱量，內(nèi)能就會(huì)增加．
（3）若已知冰的質(zhì)量為200g，水的比熱容為4.2×10³J/（kg℃） 則5-6分鐘內(nèi)水吸收了8.4×10³J的熱量，可進(jìn)一步求出冰的比熱容為2.1×10³J/（kg℃），以及熔化過程中吸收了3.36×10⁴ J的熱量．

Answer 1

分析 （1）溫度計(jì)讀數(shù)時(shí)，首先要看清溫度計(jì)的分度值，再根據(jù)液柱上表面對應(yīng)的刻度進(jìn)行讀數(shù)，還要注意是在零上還是零下；
（2）晶體在熔化過程中，吸收熱量、內(nèi)能增加，但溫度保持不變；
（3）根據(jù)熱量的計(jì)算公式Q=cm△t，從圖象中得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，代入公式可以進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）由甲圖可知，該溫度計(jì)的分度值是1℃，而且液柱上表面對應(yīng)的刻度在零刻度以下，故讀數(shù)為-8℃；
（2）從第2分鐘與第3分鐘時(shí)刻的時(shí)間段，物體要吸收熱量，內(nèi)能就會(huì)增加；
（3）讀圖可知，水從5-6分鐘內(nèi)水的溫度變化，△t=10℃-0℃=10℃，
水的質(zhì)量m=200g=0.2kg，
水吸收的熱量為：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（10℃-0℃）=8.4×10³J；
由同一加熱器可得，在1min內(nèi)放出熱量相同，
冰的質(zhì)量為200g，m′=200g=0.2kg，
冰1分鐘內(nèi)的溫度變化，△t′=0℃-（-20℃）=20℃，
冰的比熱容，c_冰m′△t′=Q，
c_冰=$\frac{Q}{m′△t′}$=$\frac{8.4×1{0}^{3}J}{0.2kg×20℃}$=2.1×10³J/（kg•℃）；
已知每分鐘吸收熱量為Q=8.4×10³J，
則熔化過程吸收熱量：Q_熔化=（5-1）×8.4×10³J=3.36×10⁴J．
故答案為：（1）-8；（2）3；物體要吸收熱量，內(nèi)能就會(huì)增加；（3）8.4×10³；2.1×10³；3.36×10⁴．

點(diǎn)評 本題主要考查了對比熱容這一概念的深入理解，同時(shí)還考查了熱量公式的運(yùn)用．能從圖象中找出有用的信息，是正確進(jìn)行計(jì)算的關(guān)鍵．