Question

7．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置．用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量都为500g的煤油和水．
（1）要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和秒表．
（2）小明设计的记录数据的表格如下，分析表格可知：他是用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验的．

加热时间		0	0.5	1	1.5	2	…
温度/℃	煤油
	水

（3）实验表明，2分钟后，初温为25℃煤油和水分别升高到60℃和45℃，则：
①此过程中煤油吸收的热量等于（大于、小于、等于）水吸收的热量；
②水吸热本领比较大．
（4）小明查表知道水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），则2分钟内水吸收的热量是4.2×10⁴J；如在该实验中共消耗了2g的酒精，则此过程中，该酒精灯的效率为70%．（酒精的热值为3.0×10⁷J/kg）
（4）在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区大，这是因为干泥土和水相比，干泥土的比热容较小．

Answer 1

分析 （1）（2）物体吸收热量本领的大小，不仅与物体升高的温度多少有关，还与质量的大小有关，因此要保证两者质量相等，由此可以确定需要的测量工具；
（3）用同一个酒精灯加热，则在相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同；
根据比热容的概念和Q=cm△t进行分析，即吸热和质量相等时，温度变化小的物质，比热容越大（即吸热的能力强）；
（4）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
利用Q_放=mq求出2g酒精完全燃烧放出的热量，这是总能量，被水吸收的为有用能量，再利用效率公式求酒精灯的效率；
（5）水的比热容较大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，但水的温度变化比沙小．因此，在白天同样吸热时，沙子的温度升高的快，水的温度升高的慢；夜晚同样放热时，沙子的温度降低的快，水的温度降低的慢．

解答 解：
（1）研究物体吸热本领的与物质的种类的关系时，要保证两者的升高相同的温度所需要的时间，因此还需要秒表这个测量工具．
（2）由于是相同的酒精灯加热，即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少．
（3）①用同一个酒精灯加热，相同时间两种液体吸收的热量相同；
②由Q=cm△t知：质量相同的物质，吸收相同的热量，升高温度小的物质比热容大；因为水和煤油的质量相同，吸热相同，它们的初温相同，水的末温低于煤油的末温，水升高的温度小，所以水的比热容大，即水吸热的能力更强．
（4）水吸收的热量为：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（45℃-25℃）=4.2×10⁴J；
酒精完全燃烧放出的热量：Q_放=m_酒精q_酒精=0.002kg×3.0×10⁷J/kg=6×10⁴J；
酒精灯的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{6×1{0}^{5}J}$×100%=70%；
（5）沿海地区水多；内陆地区水少、干泥土多．因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和干泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小．
故答案为：（1）秒表；（2）加热时间；升高的温度；（3）①等于；②水；（4）4.2×10⁴；70%；（5）大；干泥土的比热容．

点评 实验的目的是比较水和煤油吸热升温的属性，实验中要让两者吸收相同的热量，通过比较煤油和水升高的温度的多少来确定其吸热升温的属性．本题同时考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用．