Question

在探究物質熔化特點的實驗中，實驗小組測得1kg冰的溫度隨時間變化的圖象如圖所示．已知冰的比熱容c₁=2.1×10³J/（kg?℃），設物質從熱源吸熱的功率恒定不變，根據圖象解答下列問題：
（1）在最初2min內，物質溫度升高了40℃，則吸收的熱量為______J，吸熱功率為______W．
（2）在t₂=8min時，物質處于______狀態(tài)，從第4min至第8min吸收的熱量為______J．
（3）由圖象可知該物質在液態(tài)時的比熱容為______J/（kg?℃）．

Answer 1

解：（1）Q_吸=c₁m₁△t=2.1×10³J/（kg?℃）×1kg×40℃=8.4×10⁴J．
吸熱功率P===700W；
（2）由圖象知，該物質在熔化過程中，溫度保持不變，所以是晶體．
當t=8min時，此物質處于熔化過程中，所以是固液共存態(tài)．
從第4min至第8min時間為4min．
吸收的熱量Q_吸′=Pt′=700W×4×60s=1.68×10⁵J，
（3）由圖象知，此物質在熔化過程中保持0℃不變，所以該物質為冰．其液態(tài)為水，比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）．
故答案為：（1）8.4×10⁴；700；（2）固液共存；1.68×10⁵；（3）4.2×10³．
分析：（1）掌握吸熱公式和功率的概念．
根據公式Q_吸=cm△t求出吸收的熱量，根據功率的概念，單位時間內吸收的熱量即吸熱功率．
（2）根據圖象分析第8分鐘該物質處于哪種狀態(tài)．是熔化前、熔化過程還是熔化后．根據吸熱功率計算出4min吸收的熱量．
（3）根據圖象得出該物質的熔點，確定物質，然后得出其比熱容．知道水的熔點為0℃，比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）．
點評：此題考查了有關熱量的計算及對功率的理解．根據圖象分析所需的有關信息是解決此題的關鍵．有關水的比熱容、熔點都是需要記住的常數．