题目内容

【题目】小华研究“不同物质吸热升温现象”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.他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示.已知酒精的热值是3.0×107J/kg,水的比热容是 4.2×103J/(kg℃),假设酒精灯燃烧放出的 热量完全被水和沙子吸收,那么请问:

(1)图中______________ (选填“a”或“b”)是沙吸热升温的图像;

(2)加热满 2min 时,水吸收的热量是_______________J;

(3)给水加热 10min 时间,需要完全燃烧_______________g 酒精;

(4)根据数据可计算出沙子的比热容为________________

【答案】 a 4.2×104 7 1×103J/(kg·℃)

【解析】(1)因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,公式△t=Q/cm知道,沙子温度升得多,所以图a表示的是沙子吸热升温的过程。

(2)因为c=4.2×103 J/(kg℃),m=200g=0.2kg,△t=70℃-20℃=50℃,所以加热满 2min 时,水吸收的热量是:Q水吸=cm△t=4.2×103 J/(kg℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J;

(3)给水加热 10min 时间,吸收的热量是Q=5 Q水吸=5×42000J=210000J

因为酒精的热值是q=3.0×107J/kg

所以加热10min时间消耗的酒精是:m=210000J/3.0×107J/kg=7kg,

(4)因为相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,所以在2分钟的时间内,Q沙吸=Q水吸=42000J,

又因为加热满2min,m =200g=0.2kg,沙子的温度从20℃上升到230℃,所以△t =230℃-20℃=210℃,故c =Q沙吸/m△t=42000J/0.2kg×210℃≈1×103 J/(kg℃)

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