Question

19．為了比較“沙子和水的吸熱本領(lǐng)大”時，小明用兩個相同的容器分別裝有質(zhì)量都是200g的沙子和水，用兩只完全相同的加熱器在相同環(huán)境下分別進行加熱，繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示．已知水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）．那么請問：
（1）圖甲和圖乙哪個是沙子吸熱升溫的圖象？
（2）加熱滿10min時，水吸收的熱量是多少？
（3）沙子的比熱容約是多少？

Answer 1

分析 （1）用兩只完全相同的加熱器，分別給水和沙子加熱，這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，再利用公式△t=$\frac{Q}{cm}$進行分析．
（2）首先根據(jù)圖象，得出加熱10分鐘時水的溫度變化量，然后根據(jù)公式Q=cm•△t進行計算．
（3）同時加熱10分鐘，水和沙子吸收的熱量是相同的，然后根據(jù)公式Q=cm•△t，代入吸收的熱量、質(zhì)量及升高的溫度，從而計算出沙子的比熱容．

解答 解：（1）因為沙子的比熱比水小，吸收相同熱量時，沙子溫度升得多，由圖示圖象可知，圖甲表示的是沙子吸熱升溫的過程．
（2）由圖象知，加熱10分鐘，水的溫度由20℃升高到70℃，
水吸收的熱量：Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）
=4.2×10⁴J；
（3）相同時間內(nèi)加熱器放出相同的熱量．
在10分鐘的時間內(nèi)，沙子吸收的熱量：
Q_沙吸=Q_水吸，由圖示圖象可知，
沙子的溫度由20℃升高到250℃，
Q_吸=c•m•△t，可知，沙子的比熱容：
c_沙=$\frac{{Q}_{沙吸}}{m△t}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{0.2kg×（250℃-20℃）}$≈913J/（kg•℃）
答：（1）圖甲表示的是沙子吸熱升溫的過程．
（2）加熱滿10 min時，水吸收了4.2×10⁴J的熱量；
（3）沙子的比熱容是913J/（kg•℃）．

點評 此題通過各個方面考查了學(xué)生對比熱容概念的理解，同時考查了學(xué)生根據(jù)圖象分析問題的能力，同時考查了有關(guān)熱量的計算及公式的變形運用．