Question

9．某同學(xué)在學(xué)習(xí)了“比熱容”的有關(guān)知識(shí)后，知道了“不同物質(zhì)的比熱容一般是不同的”．于是他又想到“同種物質(zhì)狀態(tài)不同時(shí)，比熱容是否相同呢？”帶著這個(gè)疑問(wèn)，他在實(shí)驗(yàn)室利用相同的電熱器分別加熱水和冰，如圖所示，
并將收集到的數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中．

材料	質(zhì)量 m/g	升高5℃所需時(shí)間 t1/min	升高10℃所需時(shí)間 t2/min	升高15℃所需時(shí)間 t3/min
水	100	0.5	1	1.5
冰	100	0.25	0.5	0.75

（1）選用相同的電熱器的目的是控制不同物質(zhì)在相同的時(shí)間吸收的熱量相同；
（2）若加熱器消耗的電能有70%被水吸收，則0.5min內(nèi)電流所做的功是3×10³J；
（3）該同學(xué)的疑問(wèn)是否得到了解決呢？根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你說(shuō)明你的觀點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法的要求，要探究不同物質(zhì)比熱容大小關(guān)系，需要控制不同物質(zhì)在相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同；
（2）先根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出0.5min水吸收的熱量；利用效率公式求出消耗的電能；
（3）相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，在加熱情況相同的情況下，升高相同的溫度，由吸熱公式可知，吸收熱量越多，液體比熱容越大．

解答 解：（1）探究不同物質(zhì)比熱容大小關(guān)系時(shí)，要控制不同物質(zhì)在相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同，所以要選擇相同的電熱器，保證在相同的時(shí)間放出的熱量相同；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×5℃=2.1×10³J；
因?yàn)棣?$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=70%，
所以消耗的電能：
W_加熱=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{3}J}{70%}$=3×10³J；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，水與冰的質(zhì)量m相同，水和冰升高相同溫度△t，加熱水的時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明水吸收的熱量Q多；
由Q=cm△t可知，c=$\frac{Q}{m△t}$可知，水的比熱容比冰的比熱大；
據(jù)此可以得出結(jié)論：同種物質(zhì)狀態(tài)不同時(shí)，比熱容不同，問(wèn)題得到解決．
故答案為：（1）控制不同物質(zhì)在相同的時(shí)間吸收的熱量相同；（2）3×10³；（3）該同學(xué)的疑問(wèn)得到解決；觀點(diǎn)為：同種物質(zhì)狀態(tài)不同時(shí)，比熱容不同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了控制變量法的應(yīng)用，以及熱量公式的應(yīng)用；熟練應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵，計(jì)算時(shí)注意單位的換算．