Question

20．湛江市正創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市，某中學“STS”小組的同學為了探究南橋河的河水污染問題，他們采集了污水樣品250ml，樣品的質量如圖（a）所示．將樣品倒入圖（b）所示的密封隔熱裝置中，用恒定功率為144W的電熱器加熱（不計熱損失和其它物體吸收），并將加熱時間和對應的溫度記錄在如表，回答下列問題：

加熱時間/min	0	2	4	6	8	10	12	14
溫度/℃	22	38	54	70	86	102	102	102

（1）由圖（a）可知污水樣品的質量252.5g，由此計算出污水的密度為1.01g/cm³．
（2）用此裝置加熱的過程中，污水上方的氣壓變大，致使污水沸點升高．
（3）他們想測出常壓下污水的沸點，在上述裝置中，該如何改進？密閉的變?yōu)殚_口的容器，使容器內的污水與大氣相連
（4）請你計算出污水的比熱容為4.28×10³J/（kg•℃）．（小數(shù)點后保留2位數(shù)字）
（5）他們對污水樣品的成分進行了檢測，發(fā)現(xiàn)污水中許多重金屬嚴重超標，如汞、鎘、鉛、鎳等，原因可能是人們將廢舊電池隨意仍入南橋河造成的，為了保護環(huán)境，關于電池的使用，請談談你的看法或做法（談一點即可）．

Answer 1

分析 （1）對于天平在讀數(shù)時，其所有砝碼的質量加上游碼在標尺上對應的數(shù)據(jù)即為待測物體的質量．又已知污水的體積，根據(jù)密度公式求出污水的密度．
（2）氣壓越高，沸點越高，在一個標準大氣壓下，水的沸點為100℃；
（3）使加熱裝置與大氣相連；
（4）先根據(jù)W=Pt求出加熱器消耗的電能，然后根據(jù)表中數(shù)據(jù)讀出相應時間內污水溫度的變化，最后利用Q_吸=cm△t即可求出污水的比熱容；
（5）廢舊電池因含汞、鎘、鉛等重金屬元素，會對水體造成嚴重的污染，應回收集中處理．

解答 解：（1）此時所有砝碼的質量是100g+100g+50g=250g，標尺的分度值是0.5g，故標尺的示數(shù)是2.5g，所以被測工藝品的質量是m=250g+2.5g=252.5g，
污水的體積：V=250ml=250cm³，
污水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{252.5g}{250c{m}^{3}}$=1.01g/cm³；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，污水的沸點為102℃大于100℃，因此是由于污水上方的氣壓大于一個標準大氣壓，致使污水沸點高；
（3）要想測出常壓下污水的沸點，應將污水放入容器，使污水與大氣相連；
（4）Q_吸=W=Pt=144W×2×60s=17280J，而污水吸收的熱量等于電熱器釋放的熱量，
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，污水加熱兩分鐘后，溫度變化量為：△t=38℃-22℃=16℃，
由Q_吸=cm△t，可得
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$=$\frac{17280J}{0.2525kg×16℃}$≈4.28×10³J/（kg•℃）．
（5）由于廢舊電池中含有的重金屬會嚴重地污染水體，為消除這種危害，一方面是研制使用無汞電池，另一方面是對電池進行回收處理．
故答案為：（1）252.5；1.01；
（2）變大；升高；
（3）密閉的變?yōu)殚_口的容器，使容器內的污水與大氣相連；
（4）4.28×10³；
（5）舊電池不能隨便亂扔，應該集中回收．

點評 本題考查了托盤天平的讀數(shù)、廢舊電池的處理問題、密度公式、吸熱公式、電功公式的靈活應用等，關鍵是根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出有用的信息，難點是公式及其變形的靈活運用．