Question

11．汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用比热容大的水进行循环冷却，并且水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固．此外，防冻液除了“防冻”之外，还有一个特性就是沸点高，这对保护发动机、防止过热而导致水沸腾引起的“开锅”现象有明显的作用．
小明为了验证防冻液的沸点比水的沸点高，他设计了如图1所示的实验装置．实验时，在甲、乙容器中分别放入等质量的水和防冻液，用相同的电加热器进行加热，同时记录时间，并用温度计测温度，最后绘制了如图2所示的图象．

（1）小明的实验能验证防冻液的沸点比水的沸点高；
（2）要完成小明的实验，不一定要保证水和防冻液的质量相等；
（3）发动机可以通过水循环进行冷却，这是通过热传递方式减小内能，从而降低发动机的温度；
（4）小明发现在实际使用中，往往是将少量防冻液与水混合（混合液的沸点也比水的沸点高），用这种混合液作冷却剂，更有利于发动机的冷却，而不是将防冻液全部代替水做冷却剂．结合小明的实验过程和图2，请判断出防冻液的比热容比水的比热容大还是小？简要写出你的判断过程．

Answer 1

分析 （1）根据防冻液和水沸腾时的温度高低来判断防冻液和水的沸点高低；
（2）实验中证明防冻液的沸点和水的沸点只需要看沸腾时的温度；
（3）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，因此常用来做冷却剂、取暖剂、防冻剂等；
（4）根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）分析．

解答 解：
（1）由图2可知，防冻液的沸点是109℃，水的沸点是100℃，所以能验证防冻液的沸点比水的沸点高；
（2）实验中验证防冻液的沸点比水的沸点高，只需要测出液体沸腾时的温度，不需要保证水和防冻液的质量相等；
（3）汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收，这是通过热传递方式减小发动机的内能．
（4）防冻液的比热容小于水的比热容；质量相同水和防冻液用同一热源加热相同的时间，即吸收相同的热量，由图可知，防冻液的温度变化较大，由Q_吸=cm（t-t₀）可知，在吸收热量和质量相同的情况下，温度变化越大，比热容越小，所以防冻液的比热容比水的小．
故答案为：（1）能；（2）不一定；（3）热传递；
（4）防冻液的比热容小于水的比热容；质量相同水和防冻液用同一热源加热相同的时间，即吸收相同的热量，由图可知，防冻液的温度变化较大，由Q_吸=cm（t-t₀）可知，在吸收热量和质量相同的情况下，温度变化越大，比热容越小，所以防冻液的比热容比水的小．

点评 本题考查沸点与气压的关系及比热容和改变物态内能的方式，知识点较多，属于中等题．