题目内容
【题目】
(1)已知实验时,水的质量为100g,水的比热容为4.2×103J/(kg℃),则从实验第10分钟到第20分钟,水吸收的热量为多少?
(2)已知该实验使用酒精灯加热,酒精灯每分钟消耗酒精为0.056g,酒精的热值为3.0×107J/kg,则从实验第10分钟到第20分钟的过程中对被加热的水而言,酒精灯的效率约为多少?
(3)爱动脑的小李查阅资料后发现了一个新的物理量﹣﹣﹣﹣汽化热,它是指单位质量的液态物质变成同温度的气态物质所需吸收的热量.小李想在此基础上粗略测量水的汽化热.由图可知,从第20分钟起,水开始沸腾,水迅速汽化成同温度的水蒸气,至25分钟停止加热,测得水的质量还剩99g,则水的汽化热λ是多少J/Kg?(不考虑沸腾前蒸发掉的水,整个过程酒精灯的效率不改变)
【答案】(1)从实验第10分钟到第20分钟,水吸收的热量为4.2×103J;
(2)酒精灯的效率约为25%;
(3)水的汽化热λ是2.1×106J/kg.
【解析】试题分析:(1)由图读出从实验第10分钟到第20分钟水升高的温度,根据Q=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)根据Q=mq求出酒精燃烧放出的热量,再根据η=求出酒精灯的效率;
(3)整个过程酒精灯的效率不改变,相同的时间水吸收的热量相同,可求水沸腾5分钟吸收的热量,求出水变成水蒸气的质量,利用求汽化热.
解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×0.1kg×(100℃﹣90℃)=4.2×103J;
(2)酒精灯10分钟消耗酒精为:
m酒=0.056g×10=0.56g=5.6×10﹣4kg,
酒精燃烧放出的热量:
Q放=m酒q=5.6×10﹣4kg×3.0×107J/kg=1.68×104J,
酒精灯的效率η=×100%=×100%=25%;
(3)整个过程酒精灯的效率不改变,相同的时间水吸收的热量相同,则水沸腾5分钟吸收的热量:
Q吸′=×4.2×103J=2.1×103J,
水变成水蒸气的质量m=100g﹣99g=1g=0.001kg,
汽化热λ===2.1×106J/kg.
答:(1)从实验第10分钟到第20分钟,水吸收的热量为4.2×103J;
(2)酒精灯的效率约为25%;
(3)水的汽化热λ是2.1×106J/kg.