Question

某物理探究小組學(xué)習(xí)關(guān)于比熱容的知識(shí)后，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，提出了疑問：質(zhì)量相同的不同液體沸騰變?yōu)闅怏w時(shí)吸收的熱量是否相同呢？
（1）通過查找資料，他們知道為了表示液體的這種性質(zhì)，物理學(xué)中引入了汽化熱這個(gè)物理量．仿照比熱容的定義，可知：______在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸騰汽化成同溫度的氣體時(shí)______，叫做這種液體的汽化熱．用字母L表示．其定義式為______．
（2）通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的．他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，可以用來測(cè)定100℃時(shí)水的汽化熱．該裝置的測(cè)量原理是：用電壓可調(diào)的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測(cè)量沸騰一段時(shí)間前后水的質(zhì)量，同時(shí)測(cè)量所用的時(shí)間及在該段時(shí)間內(nèi)電加熱器的電壓和電流，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和能量守恒關(guān)系即可求出水的汽化熱L．
由于這個(gè)裝置工作時(shí)的散熱損失是不可忽略的，該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：

	電壓/V	電流/A	時(shí)間/s	水的初質(zhì)量/g	水的末質(zhì)量/g
第一組	20	1	300	70	68
第二組	40	2	300	70	60

①試簡(jiǎn)單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變．
②根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求水的汽化熱L．
③針對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出一些減少實(shí)驗(yàn)誤差的措施．

Answer 1

【答案】分析：（1）比熱容是指：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)，升高或降低單位溫度時(shí)吸收或放出的熱量；類比比熱容的定義，即可得出“汽化熱”的定義．
（2）①分析表中信息，根據(jù)P=UI得出加熱功率的是否發(fā)生變化，根據(jù)水溫的改變確定散熱功率是否發(fā)生改變；
②根據(jù)能量守恒列出等價(jià)關(guān)系式，解之即可；
③根據(jù)加熱功率、水的質(zhì)量、環(huán)境溫度、加熱時(shí)間、多次測(cè)量求平均值等方面進(jìn)行分析即可．
解答：解：（1）單位質(zhì)量的某種液體吸收的熱量；L=；
（2）①該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．因?yàn)榧訜峁β拾l(fā)生改變后，水溫并不會(huì)改變，與周圍環(huán)境的溫度差也就不變，而其他的條件也都未發(fā)生變化，所以散熱功率不會(huì)發(fā)生變化．
②由能量守恒定律可知：P_電t=P_散t+Q_吸=P_散t+△mL
即U₁I₁t₁=P_散t₁+△m₁L
U₂I₂t₂=P_散t₂+△m₂L
代入數(shù)據(jù)得：20V×1A×300s=P_散×300s+（70g-68g）×L
40V×2A×300s=P_散×300s+（70g-60g）×L
解之：L=2.25×10⁶J/kg；
③增大加熱功率（或電壓）、增大汽化水的質(zhì)量、換用更保溫的容器（減少散熱功率）、適當(dāng)增大環(huán)境溫度、減小測(cè)量時(shí)間、多測(cè)幾組數(shù)求平均值等．
故答案為：（1）單位質(zhì)量的某種液體；吸收的熱量；L=；
（2））①該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．因?yàn)榧訜峁β拾l(fā)生改變后，水溫并不會(huì)改變，與周圍環(huán)境的溫度差也就不變，而其他的條件也都未發(fā)生變化，所以散熱功率不會(huì)發(fā)生變化．
②水的汽化熱L為2.25×10⁶J/kg；
③增大加熱功率（或電壓）、增大汽化水的質(zhì)量、換用更保溫的容器（減少散熱功率）、適當(dāng)增大環(huán)境溫度、減小測(cè)量時(shí)間、多測(cè)幾組數(shù)求平均值等．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是比熱容的定義和熱量的相關(guān)計(jì)算，同時(shí)類比比熱容引入了新定義“汽化熱”，考查了同學(xué)們知識(shí)遷移、舉一反三的能力．