Question

7．雨过天晴，地面的积水会渐渐变少，关于这个现象，爱动脑筋的小丰思考了如下问题：
（1）水减小发生的物态变化是汽化；在这个过程中，所有水的内能增加（选填：“增加”或“减小”）；这是用热传递方法改变水的内能的．
（2）积水需要多长时间才能变干？为了估测这个时间，小丰上网查到太阳照射到地面的功率为6×10³W/m²，假定圆形水潭中水的深度一样都为2cm，水面面积为0.3m²，水变少时，温度保持22℃不变，若太阳照射的能量全部被水吸收，水在22℃时变成水蒸气要吸收L=2.46×10³J/g的热量，则水潭中水的质量是多少？这些水全部变干要吸收的热量是多少？需要太阳照射的时间是多少？
（3）如果水潭中水的深度不一样，中间最深仍为2cm，但周边越来越浅，则潭中水变干所需要的时间与潭中水的深度都为2cm所需要的时间相比会不变．（选填：“变长”、“不变”或“变短”）

Answer 1

分析 （1）物质由液体变为气态叫做汽化；物体吸收热量，内能增加；做功和热传递是改变物体内能的两种方法．
（2）已知水的密度和体积，根据m=ρV求出水潭中水的质量，由Q=mL水全部变干要吸收的热量，由t=$\frac{Q}{P}$求出太阳照射的时间．
（2）水变干需要太阳照射的时间与水周围的深浅无关，只与水的深度有关，水深相同，水变干所需要的时间相同．

解答 解：（1）地面的积水由液体变为气态的水蒸气会渐渐变少，属于汽化现象；在太阳光的照射下，水的温度升高，内能增加；内能由高温太阳传向低温水，这是通过热传递的方式改变水的内能的；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水潭中水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-2m×0.3m²=6kg；
水全部变干要吸收的热量：Q=mL=6×10³g×2.46×10³J/g=1.476×10⁷J
需要太阳照射的时间：t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{1.476×1{0}^{7}J}{6×1{0}^{3}W/{m}^{2}×0.3{m}^{2}}$=8.2×10³s．
（3）水变干需要太阳照射的时间与水周围的深浅无关，只与水的深度有关，如果水潭中水的深度不一样，中间最深仍为2cm，但周边越来越浅，则潭中水变干所需要的时间与潭中水的深度都为2cm所需要的时间相比会不变．
答：（1）汽化；增加；热传递；
（2）水潭中水的质量是6kg；这些水全部变干要吸收的热量是1.476×10⁷J；需要太阳照射的时间是8.2×10³s；
（3）不变．

点评 本题综合考查物体变化、内能的改变方法、密度公式的应用、热量的计算等知识，平时学习中应多了解和观察相关知识，将物理与生活相结合．