题目内容

6.某实验学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示.已知酒精的热值是3.0×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).请问:
(1)图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象?
(2)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(3)试求出沙子的比热容.

分析 (1)用两只完全相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量,再利用公式△t=$\frac{Q}{cm}$进行分析.
(2)从图象可知,加热满2min,水的温度从20℃上升到70℃,从而可知和水的温度变化,已知水的质量和比热容,可利用公式Q吸=c•m•△t计算水吸收的热量.
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,从(2)可知,加热2min水吸收的热量,已知酒精的质量和加热2min酒精的温度变化,可利用公式c=$\frac{Q}{m△t}$计算沙子的比热容.

解答 解:
(1)图a表示的是沙子吸热升温的过程,
因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,
从公式△t=$\frac{Q}{cm}$可知,沙子温度升得多.
(2)因为c水=4.2×103J/(kg•℃),m水=200g=0.2kg,△t水=70℃-20℃=50℃,
所以水吸收的热量:Q水吸=C水m水△t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J.
(3)同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量
所以在2分钟的时间内,Q沙吸=Q水吸=42000J,
又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,
△t沙=250℃-20℃=230℃,m沙=200g=0.2kg
所以c沙=$\frac{{Q}_{沙吸}}{{m}_{沙}△{t}_{沙}}$=$\frac{42000J}{0.2kg×230℃}$≈9.13×102J/(kg•℃).
答:(1)图a表示的是沙子吸热升温的过程;
(2)水吸收了42000J的热量.
(3)沙子的比热容为9.13×102J/(kg•℃).

点评 此题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,并可利用公式计算热量和比热容,能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键.

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