题目内容

【题目】如图所示是小李同学在完成“探究水的沸腾”实验的实验图像。求:

(1)已知实验时,水的质量为100g,水的比热容为4.2×103J/(kg℃),则从实验第10分钟到第20分钟,水吸收的热量为多少?

(2)已知该实验使用酒精灯加热,酒精灯每分钟消耗酒精为0.056g,酒精的热值为3.0×107J/kg,则从实验第10分钟到第20分钟的过程中对被加热的水而言,酒精灯的效率约为多少?

(3)爱动脑的小李查阅资料后发现了一个新的物理量----汽化热,它是指单位质量的液态物质变成同温度的气态物质所需吸收的热量。小李想在此基础上粗略测量水的汽化热。由图可知,从第20分钟起,水开始沸腾,水迅速汽化成同温度的水蒸气,至25分钟停止加热,测得水的质量还剩99g,则水的汽化热λ是多少J/Kg?(不考虑沸腾前蒸发掉的水,整个过程酒精灯的效率不改变)

【答案】(1)4.2×103J (2)25% (3)2.1×106 J/kg

【解析】

试题分析:(1)从实验第10分钟到第20分钟,水的温度升高10℃,则水吸收的热量为

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×10℃=4.2×103J。

(2)从实验第10分钟到第20分钟的过程中,酒精完全燃烧放出的热量为

Q放=qm=3.0×107J/kg×0.056×10-3kg×10=1.68×104J;

则从实验第10分钟到第20分钟的过程中对被加热的水而言,酒精灯的效率约为

η=( Q吸/Q放) ×100%=(4.2×103J /1.68×104J) ×100%=25%。

(3)爱动脑的小李查阅资料后发现了一个新的物理量----汽化热,它是指单位质量的液态物质变成同温度的气态物质所需吸收的热量。小李想在此基础上粗略测量水的汽化热。由图可知,从第20分钟起,水开始沸腾,水迅速汽化成同温度的水蒸气,至25分钟停止加热,测得水的质量还剩99g,则水的汽化热λ是多少J/Kg?(不考虑沸腾前蒸发掉的水,整个过程酒精灯的效率不改变)

从第20分钟起至25分钟停止加热的过程中,酒精完全燃烧放出的热量为

Q放/=qm=3.0×107J/kg×0.056×10-3kg×5=0.84×104J;

水迅速汽化成同温度的水蒸气吸收的热量为Q吸/= Q放/×25%=0.84×104J×25%=0.21×104J;

则水的汽化热λ= Q吸//m=0.21×104J/(100-99)10-3kg=2.1×106 J/kg。

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