Question

5．比较不同物质吸热升温的特点：
（1）小明做了如图1所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验记录的数据如下表所示．

物质	质量/g	温度升高10℃ 所需要的时间/s	温度升高20℃ 所需要的时间/s	温度升高30℃ 所需要的时间/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

①在此实验中，用加热时间的长短 （选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示物质吸收热量的多少．
②分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量＞（＞或＜）沙子吸收的热量，你是怎么得出这个结论的由表中数据可知，使水和沙升高相同温度，水要加热较长的时间，说明水吸收的热量多．
③加热相同时间，发现质量相同的水和沙子，沙子（沙子/水）升高的温度更高．因此有同学认为沙子吸收的热量多，这些同学的观点是错误，理由是同一热源给水和沙加热相同的时间，水和沙吸收的热量应该相同．
④实验中小明发现：刚开始加热时，情况与（3）结论不符，沙子升温反而比水慢，你认为可能的原因是沙子受热不均匀．
（2）小红进行了如下实验，将体积相同甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据．
①小红实验设计错误之处是取体积相同的甲、乙两种不同液体．
②改正错误后，小红继续实验加热并绘制出如图2所示的图象．（不计热量损失）则甲液体的沸点是60℃．要比较甲、乙两液体吸热本领，应分析10min前（填“10min前”“15min前”“20min前”“20min后”或“以上时间段均可”）的实验数据．
③若乙液体是水，则甲液体的比热容为2.1×10³J/（kg•℃）．
（3）就小明和小红正确的实验设计，请你评估，谁的设计方案更好．
答小红，理由是小红选择的物体易受热均匀；小红选择的热源易控制相同时间内提供的热量相同；小红选择的热源受环境因素影响小．

Answer 1

分析 （1）①相同的酒精灯，加热时间越长，水和沙子吸收的热量就越多；
②根据表格中数据比较水和沙子加热时间来比较吸收热量的多少；
③根据加热时间相同，吸收热量相同得出结论；
④根据水和沙子的特点分析温度变化不同的原因；
（2）①实验中要控制甲乙两种液体的质量相等；
②液体在沸腾时温度保持不变，在沸腾时的温度叫做熔点，根据图2得出结论；
由于液体沸腾时温度保持不变，要通过温度变化来判断吸热能力，应在液体沸腾前来比较温度的变化；
③根据图乙确定出乙加热10min的温度，根据相同时间吸收热量相同，结合甲乙的温度变化及热量的计算公式得出结论；
（3）根据选择的被加热物质及加热源进行比较．

解答 解：（1）①实验中，通过加热时间来表示吸收热量的多少；
②由表格中数据知，质量相同的水和沙子升高相同的温度，水的加热时间更长，吸收热量更多；
③由②加热相同时间时，沙子的温度变化更高；
水和沙子加热相同的时间，所以吸收的热量相同；
④由于沙子是固体，水是液体，刚开始加热时，由于沙子不能流动，受热不均匀，所以沙子温度变化慢；
（2）①实验中要控制甲乙两种液体的质量相等，小红用了相同体积的甲乙两液体，液体的质量不相等，所以不可以；
②由图②知，甲升高到60℃，温度不再发生变化，所以沸点为60℃；
由于甲沸腾后温度不再发生变化，所以应在沸腾前比较温度的变化；即10min前的温度变化情况；
③由图知，乙加热20min温度升高60℃，所以加热10min温度升高30℃；
甲升高60℃，由甲乙吸收热量相同可知，Q_甲=Q_乙
即c_甲m_甲△t_甲=c_乙m_乙△t_乙
m_甲=m_乙，△t_甲=2△t_乙，所以c_甲=$\frac{1}{2}$c_乙=$\frac{1}{2}$×4.2×10³J/（kg•℃）=2.1×10³J/（kg•℃）
故答案为：（1）①加热时间的长短；②＞；由表中数据可知，使水和沙升高相同温度，水要加热较长的时间，说明水吸收的热量多；③沙子；错误；同一热源给水和沙加热相同的时间，水和沙吸收的热量应该相同；④沙子受热不均匀；（2）①取体积相同的甲、乙两种不同液体； ②60；10min前；③2.1×10³J/（kg•℃）；（3）小红；小红选择的物体易受热均匀；小红选择的热源易控制相同时间内提供的热量相同；小红选择的热源受环境因素影响小．

点评 此题考查的是物质吸热本领大小的探究实验，正确应用控制变量法和转换法是解答此题的关键．