Question

10．為了探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律，小麗設(shè)計了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并通過實(shí)驗(yàn)描繪了冰熔化時溫度隨加熱時間變化的圖象（如圖2，試管中冰的質(zhì)量為100g，假設(shè)在加熱過程中物質(zhì)的質(zhì)量不變，單位時間內(nèi)吸收的熱量相同）．

（1）通過對圖象的分析，你能獲得的信息有：①冰的熔點(diǎn)是0℃；②冰在熔化過程不斷吸熱，溫度保持一定．
（2）小麗跟同學(xué)交流時發(fā)現(xiàn)，冰熔化前升溫快，熔化后升溫慢，請你做出合理的解釋：
水的比熱容比冰的大，在質(zhì)量和吸收的熱量相同時，冰升高的溫度較大，水升高的溫度較�。�
（3）通過查找資料，他們發(fā)現(xiàn)：為了表示晶體熔化成液體時吸收的熱量，物理學(xué)中引入了“熔化熱”這個物理量，如冰的熔化熱為3.35×10⁵J/kg，其物理意義是“1kg、0℃的冰熔化成同溫度的水時吸收的熱量是3.35×10⁵J”．請你計算：試管中的冰從圖象中的B點(diǎn)加熱到D點(diǎn)共吸收3.77×10⁴J的熱量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)所得圖象，聯(lián)系晶體熔化時的圖象特點(diǎn)來進(jìn)行解答；
（2）對于物質(zhì)吸熱的快慢，可從物質(zhì)的比熱容不同來進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)Q=λm求得1kg的冰從B點(diǎn)加熱到C點(diǎn)（完全熔化）需要吸收熱量；再利用Q=cm△t求得1kg的水從C點(diǎn)加熱到D點(diǎn)（沸騰）需要吸收熱量，二者相加即為試管中的冰從圖象中的B點(diǎn)加熱到D點(diǎn)共吸收的熱量．

解答 解：（1）由圖象可知，①冰的熔點(diǎn)是0℃；②冰在熔化過程不斷吸熱，溫度保持一定；③第5min開始熔化，第15min熔化結(jié)束，熔化過程用了10min等等．
（2）開始5min時，冰還沒有開始熔化；最后5min時，冰已完全熔化成液態(tài)水；
由于水的比熱容比冰的大，因此在相同時間內(nèi)，水吸收的熱量多，溫度上升的較少；
（3）冰的熔化熱為3.35×10⁵J/kg，1kg的冰從B點(diǎn)加熱到C點(diǎn)（完全熔化）需要吸收熱量為：
Q=λm=3.35×10⁵J/kg×1kg=3.35×10⁵J
1kg的水從C點(diǎn)加熱到D點(diǎn)（沸騰）需要吸收熱量為：
Q′=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×10℃=4.2×10⁴J
燒杯中100g的冰從圖中的B點(diǎn)加熱到D點(diǎn)共吸收的熱量是：
3.35×10⁵J+4.2×10⁴J=3.77×10⁵J．
故答案為：（1）①冰的熔點(diǎn)是0℃；②冰在熔化過程不斷吸熱，溫度保持一定；
（2）水的比熱容比冰的大，在質(zhì)量和吸收的熱量相同時，冰升高的溫度較大，水升高的溫度較�。�
（3）3.77×10⁴．

點(diǎn)評 此題是一道綜合題，熟悉晶體的熔化過程和圖象特點(diǎn)是解決該題的關(guān)鍵，注意（3）中在計算熱量時要劃分為熔化和加熱兩個過程分別計算，最后求和．