Question

【題目】南長區(qū)某學(xué)校九年級物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水誰的吸熱本領(lǐng)大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱.他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示.已知酒精的熱值是3.0×107J/kg，加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精.那么請問：

（1）a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖象？
（2）加熱滿2min時，水吸收了多少熱量？
（3）給水加熱持續(xù)了10min時間，共消耗了多少酒精？這些酒精如果完全燃燒將放出多少熱量？
（4）試求出沙子的比熱容.

Answer 1

【答案】
（1）解：圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，因為沙子和水的質(zhì)量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，從公式△t=Q/cm可知，沙子溫度升得多；

（2）解：∵c水 =4.2×103 J/（kg℃），m水 =200g=0.2kg，△t水 =70℃-20℃=50℃，

∴Q水吸 =C水 m水 △t水 =4.2×103 J/（kg℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=42000J；
答：水吸收了42000J的熱量．

（3）解：∵酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，
∴加熱10min時間消耗的酒精為；m=0.8g×10=8g=8×10-3 kg，

Q放 =mq=8×10-3 kg×3.0×107 J/kg=2.4×105 J；
答：共消耗了8×10-3kg的酒精，酒精完全燃燒將放出2.4×105J的熱量．

（4）解：∵相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量

∴在2分鐘的時間內(nèi)，Q沙吸 =Q水吸 =42000J，又∵加熱滿2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，

△t沙 =250℃-20℃=230℃，m沙 =200g=0.2kg

∴c沙 =Q沙吸/m沙△t沙=42000J/0.2kg×230℃≈9.13×102 J/（kg℃）
答：沙子的比熱容為9.13×102J/（kg℃）．

【解析】（1）水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，利用公式進行分析．
（2）從圖象可知，水的溫度從20℃上升到70℃，又知到水的質(zhì)量和比熱容，可利用公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量．
（3）已知酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，便可以計算出給水加熱10min時間消耗的酒精，已知酒精的熱值，可利用公式Q放=mq計算熱量．
（4）相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，從（2）可知，加熱2min水吸收的熱量，已知酒精的質(zhì)量和加熱2min酒精的溫度變化，可利用公式計算沙子的比熱容．