Question

20．在“比較兩種液體比熱容的大小”實驗中，提供的裝有液體、發(fā)熱電阻絲和溫度計的燒瓶（各燒瓶完全相同；各燒瓶中的液體種類不同、質量相同；各燒瓶中發(fā)熱電阻絲完全相同）若干，其他器材任選．
（1）小明選用的兩個燒瓶中分別裝有A、B兩種液體，選用的其他器材及實物連接圖如圖所示．給A、B兩種液體加熱時，小明“先閉合S₁和S₂，后閉合S₃，一段時問后，斷開S₃．”這樣操作可保證加熱時間相同，其目的是使兩種液體吸收的熱量相同．通過觀察，發(fā)現(xiàn)A液體中溫度計示數(shù)的變化量大，則B液體比熱容大．
（2）小明將裝有A液體的燒瓶換成裝有C液體的燒瓶，將裝有B液體的燒瓶換成裝有D液體的燒瓶．其他器材及實物連接關系不變，又做了一次實驗．他“先閉合S₁和S₂，后閉合S₃，發(fā)現(xiàn)C液體溫度升高得快，一段時間后，斷開S₁，同時記下C液體中溫度計示數(shù)的變化量△t．又過了一段時間，當D液體中溫度計示數(shù)的變化量也等于△t時，斷開S₂．”因為C液體加熱時間短，所以D液體比熱容大．
（3）該過程A燒瓶中2kg的液體從20℃升高到70℃，已知該液體的比熱容4.2×10³J/（kg•℃）求：
①該液體吸收的熱量．
②如果這部分能量由煤氣完全燃燒提供，則需要多少克煤？已知煤氣的熱值為4.2×10⁷J/kg．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)已知條件，質量相同，吸收的熱量相等，利用物體吸收熱量的公式Q=Cm△t，判斷比熱容的大�。�
（2）升高的溫度相同，加熱設備相同，加熱時間短的，吸收的熱量就�。�
（3）知道液體的質量、液體的比熱容、液體的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求液體吸收的熱量；由題知Q_吸=Q_放，根據(jù)公式Q_放=qm求出需要燃燒的煤的質量．

解答 解：（1）因為液體質量相同，A和B是并聯(lián)在電路中．加熱時間相等，加熱設備相同，兩種液體吸收的熱量就相等，由Q=Cm△t知，比熱容與△t成反比，A液體中溫度計示數(shù)的變化量大，故B液體比熱容大；
（2）已知C液體溫度升高得快，斷開S₁，即對C液體不再加熱，故C液體加熱時間短，即C液體吸收的熱量小，C、D液體升高的溫度相同，由Q=Cm△t知，C液體比熱容較小，D比熱容大．
（3）液體吸收的熱量Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）
=4.2×10⁵J．
由題知：Q_吸=Q_放=m_煤q，
所以需要煤的質量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J}$=0.01kg=10g．
故答案為：（1）相同；吸收的熱量相同；B；
（2）C；D；
（3）①該液體吸收的熱量為4.2×10⁵J；②需要10g克煤．

點評 考查了比熱容的概念和物體吸收熱量的公式的應用，屬于中等題．