Question

某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示. 已知水的比热容是4.2×10³J／(kg·℃)，酒精的热值是3.0×10⁷J/kg,　加热时每只酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问：

（1）加热满2min时,水吸收了多少热量?

（2）给水加热2min时间,消耗的酒精如果

完全燃烧将放出多少热量?

（3）试求出沙子的比热容？

 

Answer 1

【答案】

4.2×10⁴J ；4.8×10⁴J ；0.91×10³ J／(kg·℃).

【解析】

试题分析：从图象可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q_吸=c•m•△t计算水吸收的热量．已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，便可以计算出给水加热2min时间消耗的酒精，已知酒精的热值，可利用公式Q_放=mq计算热量．相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以2min水和沙子吸收的热量也相同，由图a得出沙子温度的变化量，再根据计算沙子的比热容．（1）由b图象可知，水的温度从20℃上升到70℃，

加热满2min时水吸收的热量：

Q_水吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁴J．

（2）由题意可知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，

加热2min时间消耗的酒精为；m=0.8g×2=1.6g=1.6×10^-3kg，

放出的热量为Q_放=mq=1.6×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=4.8×10⁴J．

（3）∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，

∴在2分钟的时间内Q_沙吸=Q_水吸=4.2×10⁴J，

又∵加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，

△t_沙=250℃-20℃=230℃，m_沙=200g=0.2kg，

．

考点：本题考查热量的计算、比热容的概念

点评：本题需要学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式熟练掌握，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．