题目内容

小明看到一句农谚:“下雪不冷化雪冷”,他很好奇,想具体了解一下冰雪熔化时要吸收多少热量.于是查找了资料,知道“熔化热”的定义是:单位质量的某种晶体,在熔化成同温度的液体时吸收的热量,叫做这种晶体的熔化热.他想用实验测量一下冰的熔化热,于是找来了一些实验器材:一架天平和配套的砝码、一支实验室温度计(0~100℃)、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯、一把摄子和一个专门用来在冰箱中冻小冰块的塑料冰格,又观察到家里的冰箱面板上显示冷冻室温度恒为-18℃.请帮助小明设计一下用这些器材粗测冰块熔化热的方案,要求写出实验的步骤和用测量的物理量计算冰的熔化热λ的表达式(水和冰的比热容分别用c水和c冰表示).
分析:(1)小明设计一个用这些器材粗测冰块熔化热的方案,当测量烧杯和水的质量后,将水倒入保温桶内,用温度计测量水的温度;为了避免冰块融化,所以用镊子取适量冰块放在小烧杯中,迅速用天平测出其总质量后,立刻将冰倒入保温桶内的水中.
(2)将测得数据代入λ=
Q
m
即可得到冰块的熔化热的表达式.
解答:解:(一)实验步骤:
(1)用调好的天平测量小烧杯的质量m1;  
(2)用小烧杯盛取足量的水,再用天平测量小烧杯和水的质量m2;
(3)将水倒入保温桶内,用温度计测量水的温度t1;
(4)提前较长时间将用冰格盛适量水放在冰箱冷冻室冻成冰块,用镊子取适量冰块放在小烧杯中,迅速用天平测量出其总质量m3后,立刻将冰块倒入保温桶内的水中,盖紧桶盖;
(5)轻轻摇晃保温桶使水温均匀,并仔细听声音,能听出冰块熔化完毕后,打开桶盖,用温度计测出保温桶内水的温度t2.
(二)水的质量为m2-m1,
水放出的热量Q放=c水(m2-m1)(t1-t2),
冰的质量m3-m1,
冰吸热的热量Q冰吸=c冰(m3-m1)×18℃,
水吸收的热量Q水吸=c水(m2-m1)t2,
熔化吸热:Q熔吸=Q放-Q水吸-Q冰吸=c水(m2-m1)(t1-t2)-c水(m2-m1)t2-c冰(m3-m1)×18℃,
冰块的熔化热的表达式为:
λ=
c水(m2-m1)(t1-t2)-c水(m3-m1)t2-c冰(m3-m1)×18℃
m3-m1
.
点评:本题考查了熔化热测量实验的设计,理解熔化热的定义是关键;根据物理量的定义得出定义式,这也是我们在学习物理概念时经常用到的,要注意掌握.
练习册系列答案
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小明看到一句农谚:“下雪不冷化雪冷”.他很好奇,想具体了解一下冰雪熔化时究竟要吸收多少热量.于是查找了资料,知道“熔化热”的定义是:单位质量的某种晶体,在熔化成同温度的液体时吸收的热量,叫做这种晶体的熔化热.用符号“λ”表示.他想用实验测量一下冰的熔化热,于是找来了一些实验器材:一架天平和配套的硅码、一支实验室温度计(0~100℃)、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯、一把镊子和一个专门用来在冰箱中冻小冰块的塑料冰格,又观察到家里的冰箱面板上显示冷冻室温度恒为-18℃.
(1)小明设计一个用这些器材粗测冰块熔化热的方案,请将此方案补充完整.实验方案如下:
①用调节好的天平测量小烧杯的质量m1
②用小烧杯盛取足量的水,再用天平测量烧杯和水的质量m2
③将水倒入保温桶内,
用温度计测量水的温度t1
用温度计测量水的温度t1
.
④提前较长时间将用冰格盛适量水放在冰箱冷冻室内冻成冰块,用镊子取适量冰块放在小烧杯中,迅速用天平测出
其总质量
其总质量
后,立刻将冰倒入保温桶内的水中,盖紧桶盖
⑤轻轻摇晃保温桶使水温均匀,并仔细听声音,能听出冰块完毕后,打开桶盖,用温度计测出保温桶内的温度t2
(2)冰块的熔化热的表达式为:λ=
c水(m2-m1)(t1-t2)-c水(m3-m1)t2-c水(m3-m1)
m3-m1
×18℃
c水(m2-m1)(t1-t2)-c水(m3-m1)t2-c水(m3-m1)
m3-m1
×18℃
.

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