Question

實(shí)驗(yàn)測(cè)得1kg某物質(zhì)熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．已知該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容c₁=4.2×10³J/（kg?℃），設(shè)物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變．在t₂=6min時(shí)，物質(zhì)處于________狀態(tài)（固體/液體/固液共存），且仍在________（吸熱/放熱）．在第10～14min內(nèi)，物質(zhì)溫度升高了20℃，則吸收的熱量為________J，吸熱功率為________W．該物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容c₂為________J/（kg?℃）．

Answer 1

固液共存    吸熱    8.4×10⁴    350    2.1×10³
分析：（1）晶體在熔化過程中繼續(xù)吸熱，但溫度保持不變，在圖象上表現(xiàn)有一條水平線段；
（2）第10-14min內(nèi)，該物質(zhì)處于液態(tài)，根據(jù)Q吸=c₁m△t可以求出吸收的熱量，然后根據(jù)P=可求出吸熱功率；
（3）由圖可知，該物質(zhì)在0-2min時(shí)間內(nèi)處于固態(tài)，由于吸熱功率恒定不變，根據(jù)Q=Pt可求出這一段時(shí)間內(nèi)吸收的熱量，然后利用公式c=可以求出固態(tài)下的比熱容．
解答：該圖象是晶體的熔化圖象，由圖象知，該物質(zhì)從第2分鐘開始，到第10分鐘結(jié)束，這一過程是晶體的熔化過程，在此過程中，物體吸熱溫度不變．在晶體的熔化過程中，物體處于液固共存狀態(tài)．第6分鐘時(shí)就處于這個(gè)過程中．
到了第十分鐘，熔化過程結(jié)束，物質(zhì)全部變?yōu)橐后w，在第10～14min內(nèi)，
其比熱容c₁=4.2×10³J/（kg?℃） 質(zhì)量m=1kg 升高的溫度△t=20℃，
由此可以計(jì)算出物體吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×20℃=8.4×10⁴J，
吸收這么多的熱量用時(shí)t=4分鐘=240s，
由此可以求出吸熱功率：P===350W，
物體在0到2分鐘內(nèi)的過程中，加熱時(shí)間T=2分鐘=120s，
物體吸收的熱量：Q₁=PT=350W×120s=42000J
物體在此過程中為固體，質(zhì)量m=1kg 溫度的變化△t₁=20℃
所以物體的比熱容c₁===2.1×10³J/（kg?℃）．
故答案為：固液共存；吸熱；8.4×10⁴；350；2.1×10³．
點(diǎn)評(píng)：根據(jù)物質(zhì)的熔化或凝固的圖象可以獲取以下信息：該物質(zhì)是晶體還是非晶體，若是晶體，其熔點(diǎn)或凝固點(diǎn)是多少，熔化或凝固用了多長(zhǎng)時(shí)間．
由于比熱容是物質(zhì)的一種特性，此題也可以利用該物質(zhì)為液體時(shí)的比熱容確定該物質(zhì)為水，進(jìn)而得到其為固態(tài)時(shí)的比熱容．