Question

20．用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律．实验过程中，电热棒的功率保持恒定．
（1）根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化的图象如图乙所示，该物质的熔点是0℃．物质在t₂时刻的状态为固液共存．
（2）比较t₂与t₃时刻的内能，t₃时刻杯内物质的内能较大．
（3）小明认真观察图象，发现该物质固态时比热容小于液体时比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）．已知烧杯内这种物质的质量为500g，液态时比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．则它从t₅～t₆时刻需吸热21000JJ．

Answer 1

分析 （1）晶体在熔化过程中温度保持不变，具有一定的熔点．其熔化图象上有一水平线段，对应的温度就是该晶体的熔点；由上面已知该物质的熔点是0℃，所以t₂时刻物质处于熔化过程中．
（2）晶体在熔化过程中，吸收热量、内能增加，但温度保持不变；
（3）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知：在吸收的热量和时间一定时，物体的温度变化值越大，比热容就越小
根据公式Q=cm△t求出吸收热量的多少．

解答 解：（1）由乙图中图象可知，从t₁第到t₅这段时间内，随加热时间的增加温度不变，说明这一段时间该物质处于熔化过程，对应的温度就是该物质的熔点，是0℃；从t₁第到t₅这段时间内，随该物质处于熔化过程，因此处于固液共存状态．
（2）从t₂到t₃的时间段，物体要吸收热量，内能就会增加．
（3）烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，在0～t ₁时间里升高的温度为△t₁=20℃
在t₅～t₆时间里升高的温度为△t₂=10℃，故△T₁＞△T₂
由Q=cm△t可知，当吸收的热量和质量都相同时，△t越大比热容C就越小．所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容．由Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×10℃=21000J．
故答案为：（1）0；固液共存；（2）t₃；（3）小于；21000J．

点评 该题通过图象考查了晶体的熔化过程，解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态