Question

實驗測得1kg某物質(zhì)溫度隨時間變化的圖象如圖所示．已知該物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容c₁=2.1×10³J/（kg?℃），設(shè)物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變，根據(jù)圖象解答下列問題：
（1）在最初2min內(nèi)，物質(zhì)溫度升高了40℃，則吸收的熱量為 ________J，吸熱功率為 ________W．
（2）在t₂=6min時，物質(zhì)處于 ________狀態(tài)（填“固體”、“液體”或“固液共存”），且仍在 ________（填“吸熱”、或“放熱”）．
（3）試求該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容c₂．

Answer 1

解：由圖可知，∵物體熔化時的溫度不變，
∴該物質(zhì)屬于晶體；
（1）在最初2min內(nèi)，物體處于固態(tài)的升溫吸熱過程，
Q_吸=c₁m△t₁=2.1×10³J/（kg?℃）×1kg×40℃=8.4×10⁴J，
該物質(zhì)的吸熱功率：
P=；

（2）∵該物質(zhì)是晶體，在第2-10min內(nèi)處于熔化過程，在第2min時，開始熔化，在第10min時，熔化結(jié)束，
∴在第6min時物體處于固液共存狀態(tài)，仍在吸熱；
（3）由圖可知，物體全部熔化后，在t′=4min=240s內(nèi)，物體溫度升高△t₂=40℃，吸收的熱量：
Q_吸′=Pt′=700W×240s=1.68×10⁵J
∵Q_吸′=c₂m△t₂，
∴．
故答案為：（1）8.4×10⁴，700；
（2）固液共存，吸熱；
（3）該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）．
分析：（1）由圖象知，前兩分鐘物質(zhì)處于固體狀態(tài)，知道固態(tài)下的比熱容，又知道物體的質(zhì)量，利用吸熱公式求吸收的熱量；又知道吸熱時間，可以計算吸熱功率；
（2）由圖可知，該物質(zhì)是晶體，根據(jù)晶體熔化條件和規(guī)律分析；
（3）由題知，物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變，可求在第10-14min過程（液態(tài)的吸熱升溫過程）中吸收的熱量，又知道物體的質(zhì)量和溫度的變化，利用吸熱公式求該物質(zhì)的比熱容．
點評：本題考查了晶體熔化的規(guī)律、吸收熱量的計算、物體吸熱功率的計算，涉及到從溫度-時間圖象搜集信息并加以利用，知識點多，屬于難題．