Question

16．為了比較水和酒精的吸熱能力，小明在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置做了實(shí)驗(yàn)．（在實(shí)驗(yàn)條件下，水的沸點(diǎn)為100℃，酒精的沸點(diǎn)為78℃）
（1）在兩個(gè)容器內(nèi)裝入質(zhì)量相同的水和酒精，它們的初始溫度都為20℃．選用相同電加熱器的目的是：使水和酒精在相同時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量．
（2）小明在同時(shí)加熱一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)酒精溫度升高到60℃，而水的溫度升高到43℃，這說明水的吸熱能力強(qiáng)．酒精的比熱容是2.4×10³J/（kg•℃）．
（3）小明繼續(xù)同時(shí)加熱較長(zhǎng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)酒精溫度升高到78℃，而水溫升高到86℃，儀器裝置都正常工作，可能的原因是酒精沸騰后溫度保持不變．
（4）實(shí)驗(yàn)選用電加熱器而不用酒精燈加熱，其優(yōu)點(diǎn)是在相同時(shí)間內(nèi)對(duì)外供熱相同（寫一條）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用控制變量法，應(yīng)控制水和酒精的初溫和質(zhì)量都應(yīng)相同．用相同的電加熱器加熱，液體在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等．
（2）在相同情況下，溫度變化大的說明吸熱能力弱；
已知水和酒精的質(zhì)量相同、初溫相同、在相同時(shí)間內(nèi)水和酒精吸收的熱量相同，已知水的比熱容，根據(jù)公式Q_吸=cm△t，計(jì)算酒精的比熱容．
（3）酒精的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)低，若加熱時(shí)間較長(zhǎng)，酒精會(huì)首先達(dá)到沸點(diǎn)而沸騰，溫度會(huì)保持不變．
（4）實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用控制水和酒精吸收相同的熱量，兩個(gè)酒精燈很難保證放熱相同，用相同的電加熱器加熱，液體在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等．

解答 解：
（1）比較水和酒精的吸熱能力，需在兩容器內(nèi)裝入質(zhì)量與初溫都相同的水和酒精．用相同電加熱器，可以使水與酒精在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等．
（2）通電相同時(shí)間，水和酒精吸收熱量相同，酒精升高的溫度比水高，說明水的吸熱能力更強(qiáng)；
根據(jù)Q_水吸=Q_酒精吸，所以有c_水m_水（t₁-t₀）=c_酒精m_酒精（t₂-t₀）；所以c_酒精=$\frac{{c}_{水}{m}_{水}（{t}_{1}-{t}_{0}）}{{m}_{酒精}（{t}_{2}-{t}_{0}）}$=$\frac{{c}_{水}（{t}_{1}-{t}_{0}）}{（{t}_{2}-{t}_{0}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（43℃-20℃）}{（60℃-20℃）}$=2.4×10³J/（kg•℃）．
（3）酒精的沸點(diǎn)比水低，當(dāng)酒精達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)沸騰，溫度不再升高，而水在未達(dá)到沸騰前溫度會(huì)不斷升高，所以通電較長(zhǎng)時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)水升高的溫度比酒精高．
（4）兩個(gè)酒精燈很難保證放熱相同，用相同的電加熱器加熱，可以保證液體在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等．
故答案為：（1）吸收相同的熱量；（2）水；2.4×10³J/（kg•℃）；（3）酒精沸騰后溫度保持不變；（4）在相同時(shí)間內(nèi)對(duì)外供熱相同．

點(diǎn)評(píng) 此題是研究水和酒精的吸熱能力，比熱容是表示物體吸熱能力的物理量，通過此題更能夠理解比熱容的物理意義．此題還考查了液體沸騰時(shí)的特點(diǎn)，吸熱溫度不變．