Question

实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图象如图所示．已知该物质在液态下的比热容c₁=4.2×10³J/（kg?℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变．在t₂=6min时，物质处于

固液共存

状态（固体/液体/固液共存），且仍在

吸热

（吸热/放热）．在第10～14min内，物质温度升高了20℃，则吸收的热量为

8.4×10⁴

J，吸热功率为

350

W．该物质在固态下的比热容c₂为

2.1×10³

J/（kg?℃）．

Answer 1

分析：（1）晶体在熔化过程中继续吸热，但温度保持不变，在图象上表现有一条水平线段；
（2）第10-14min内，该物质处于液态，根据Q吸=c₁m△t可以求出吸收的热量，然后根据P=

Q吸

t

可求出吸热功率；
（3）由图可知，该物质在0-2min时间内处于固态，由于吸热功率恒定不变，根据Q=Pt可求出这一段时间内吸收的热量，然后利用公式c=

Q

m△t

可以求出固态下的比热容．

解答：解：该图象是晶体的熔化图象，由图象知，该物质从第2分钟开始，到第10分钟结束，这一过程是晶体的熔化过程，在此过程中，物体吸热温度不变．在晶体的熔化过程中，物体处于液固共存状态．第6分钟时就处于这个过程中．
到了第十分钟，熔化过程结束，物质全部变为液体，在第10～14min内，
其比热容c₁=4.2×10³J/（kg?℃）  质量m=1kg   升高的温度△t=20℃，
由此可以计算出物体吸收的热量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×20℃=8.4×10⁴J，
吸收这么多的热量用时t=4分钟=240s，
由此可以求出吸热功率：P=

Q

t

=

8.4×104J

240s

=350W，
物体在0到2分钟内的过程中，加热时间T=2分钟=120s，
物体吸收的热量：Q₁=PT=350W×120s=42000J
物体在此过程中为固体，质量m=1kg   温度的变化△t₁=20℃
所以物体的比热容c₁=

Q1

m△t1

=

42000J

1kg×20℃

=2.1×10³J/（kg?℃）．
故答案为：固液共存；吸热；8.4×10⁴；350；2.1×10³．

点评：根据物质的熔化或凝固的图象可以获取以下信息：该物质是晶体还是非晶体，若是晶体，其熔点或凝固点是多少，熔化或凝固用了多长时间．
由于比热容是物质的一种特性，此题也可以利用该物质为液体时的比热容确定该物质为水，进而得到其为固态时的比热容．