Question

17．小明在探究“不同物质吸热能力”的实验时，选用了两只完全相同的电加热器，分别给两个相同的烧杯中质量都是200g的水和煤油加油，如图甲所示；水和煤油的温度随时间变化的图象如图乙所示．已知c_水=4.2×10³J/（kg℃），请你解答下列问题：

（1）实验中选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量；
（2）由图乙可判断出液体a是煤油，水的吸热能力强（选填“水”或“煤油”）；
（3）加热满3min时，水吸收了8.4×10³J热量；煤油的比热容是2.1×10³J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）在实验中，为了增加实验的准确性，需要采用控制变量法，即保持水的初温、环境因素、水的质量不变等，相同的电加热器在相同时间产生的热量相同；
（2）水与煤油相比，水的比热容更大，吸热能力更强，吸收相同的热量，温度变化更小，根据乙图分析即可．
（3）根据Q=cm△t计算吸收的热量；结合图象乙和Q=cm△t计算得出a、b比热容的关系．

解答 解：
（1）实验中选用相同的电加热器目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量．
（2）水和煤油相比，水的比热容较大，同样受热的情况下，温度变化较慢，由乙图知，a为没有，b为水；若相同质量的水和煤油升高相同的温度，水需要加热更长的时间，吸收热量更多，说明水的吸热能力更强．
（3）水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（20℃-10℃）=8.4×10³J；
由图乙可知，当a、b升高相同的温度时，b需要的时间是3min，a需要的时间是6min，即a吸收的热量为b吸收热量的2倍；则：Q_a=2Q_b，c₁m△t=2c₂m△t；c₁=2c₂，
因此c₁：c₂=2：1，所以b的比热容为：$\frac{1}{2}$×4.2×10³J/（kg•℃）=2.1×10³J/（kg•℃）．
故答案为：（1）吸收相同的热量；（2）煤油；水；（3）8.4×10³；2.1×10³．

点评 实验方法的渗透考查基本上在每个实验题中都有所涉及（特别是控制变量法和转换法），同学们要多注意对实验方法的应用．