Question

20．如图1，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用左边装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图2温度-时间坐标图．

（1）装置中用一盏酒精灯的火焰对同样的试管加热，目的是方便控制在相同的时间内两种液体吸收的热量相同．
（2）40s和80s相比，哪个时刻酒精的内能大？40s时内能大，理由是40s时酒精多．
（3）用酒精灯加热两种液体，是通过热传递方式改变液体的内能．若实验时完全燃烧了10g酒精，可释放3×10⁵J热量（酒精的热值是3×10⁷J/kg）．酒精释放的热量是否全部被加热的液体吸收（请说明理由）？有一部分散失在空气中，有一部分被试管吸收．

Answer 1

分析 （1）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式．
（2）物体的内能与物体的质量、物体温度有关，物体温度一定时质量越少，内能越少．
（3）改变物体内能有两种方式：做功和热传递；根据热值公式计算出完全燃烧10g酒精释放出的热量；酒精完全燃烧释放出的热量没有被全部吸收，额外散失一部分．

解答 解：（1）装置中用一盏酒精灯的火焰对同样的试管加热，目的是方便控制在相同的时间内两种液体吸收热量相同．
（2）由图示图象可知，40s以后酒精不断吸收热量而温度保持不变，酒精沸腾了，酒精沸腾发生剧烈的汽化现象，酒精质量减少，内能减少，由此可知，40s时酒精的内能大．
（3）用酒精灯加热两种液体，是通过热传递方式改变液体的内能；
10g酒精完全燃烧放出的热量为：Q=qm=3×10⁷J/kg×10×10^-3kg=3×10⁵J；
完全燃烧10g酒精释放的热量没有被全部吸收，有一部分散失在空气中，有一部分被试管吸收．
故答案为：（1）吸收的热量；（2）40s时内能大；40s时酒精多；（3）热传递；3×10⁵；有一部分散失在空气中，有一部分被试管吸收．

点评 “比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验．此实验不仅考查学生对基本过程的掌握情况，物理学中用比热容来表示不同物质的吸热能力，物质的比热容越大，吸热能力越强，且相同质量的不同物质，吸收相同的热量，温度变化小的吸热能力强，或比热容大；质量相同的不同物质升高相同温度，吸收热量多的吸热能力强，即比热容大．且实验中通过加热时间来体现吸收热量的多少．