Question

14．小丽和小明在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中

（1）小明在两支相同的试管（如图1）中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油，用一个酒精灯同时对两支试管加热，加热一段时间后：
①指出图中使用酒精灯的错误：没用酒精灯外焰给物质加热．
②水和煤油比较，水吸热能力强．
③加热一段时间后，煤油的温度升高了4℃，则水的温度升高了2℃．[c_水=4.2x10³J/（kg•℃），c_煤油=2.1x10³J/（kg•℃）]．
（2）小丽组装好器材如图2所示，先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．要完成该实验，除图2所示器材外，还需要的一个测量工具是秒表．
（3）小丽在对实验进行反思时，认为自己的方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此采用了小明的方案并纠正了他的错误，小明的方案除克服了上述缺点外还具有的优点是该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等．（答出一个即可）

Answer 1

分析 （1）①酒精灯使用时，由于酒精灯外焰温度最高，所以用酒精灯外焰给物质加热．
②用相同的酒精灯加热，即说明在相同的时间，相同的酒精灯所放出的热量是相同的；若想比较不同物质的吸热能力，即比较质量相同的不同物质，在升高相同温度时，所用的加热时间的长短即可，加热时间长的吸热能力强．
③在同样的加热条件下，说明两个物体在相同的时间内吸收的热量是相同的；根据物体吸收热量的计算公式Q_吸=Cm△t分析．
（2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱．
（3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题．

解答 解：（1）①图中酒精灯离石棉网很近，没用酒精灯外焰给物质加热．
②为了比较水和煤油的吸热能力，可采用比较两者升高的温度的大小来判断，即质量相同的水和煤油，用完全相同的酒精灯加热相同的时间，比较两者升高的温度，若某种物质温度升高多，说明它的吸热本领小．相同质量的水和煤油，发现它们在升高相同温度时，水需要的时间长，故水的吸热能力要大一些．
③根据Q_吸=Cm△t得△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$，△t_煤油=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{煤油}m}$=4℃，
则△t_水=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}m}$．
由于C_水：C_煤油=4.2×10³J/（kg•℃）：2.1×10³J/（kg•℃）=2：1，
因此△t_水=2℃．
（2）在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．实验中需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；
（3）由图乙所示实验可知，实验用同一烧杯用“水浴法”对水与煤油同时加热，该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等；．
故答案为：（1）①没用酒精灯外焰给物质加热；②水；③2；（2）升高的温度；秒表；（3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等．

点评 对于比较不同物质吸热能力的大小有两种办法：让质量相同的不同物质加热相同的时间（用相同的加热装置，加热时间就表示了吸收热量的多少），看温度的变化值，温度变化值大的物质吸热能力弱；将质量相同的不同物质加热到相同的温度，比较加热时间的不同，加热时间长的物质吸热能力强．同时考查了热量的计算公式Q_吸=Cm△t，知道同一规格的电加热器同时加热相同时间，水和煤油吸收热量相同．