题目内容
3．用如图甲所示的实验装置探究烧杯内冰的熔化时温度的变化规律．实验过程中，电热棒的功率保持恒定．若相同时间内物质吸收的热量相同．若烧杯内冰的质量为200g、且图象中从t0到t6每段的加热时间相同【C水=4.2×103J/（kg•℃）】．（1）c水=4.2×103J/（kg•℃），它表示：质量为1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×103J．
（2）比较t2与t3时刻的内能，t3时刻杯内物质的内能较大．理由是熔化过程要吸收热量，物质的内能增加．
（3）试求出该物质在t1到t5时间段内吸收的热量为1.68×104 J．
（4）已知0～t1与t5～t6的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容小．做出此判断的依据是在吸收的热量和质量一定时，物体的温度变化值越大，比热容就越小．
分析 （1）根据比热容的定义回答水的比热容的物理意义；
（2）晶体在熔化过程中，吸收热量、内能增加，但温度保持不变．
（3）先求出t5～t6时间内吸收的热量，再根据相同时间吸收的热量相同求出t1到t5时间段内吸收的热量；
（4）根据Q吸=cm（t-t0）可知：在吸收的热量和质量一定时，物体的温度变化值越大，比热容就越小．
解答 解：
（1）c水=4.2×103J/（kg•℃）表示质量为1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×103J．
（2）从t 2到t3的时间段，温度虽然不变，但物质熔化要吸收热量，内能就会增加，所以t2时刻杯内物质的内能较小，t3时刻杯内物质的内能较大．
（3）冰化水后质量不变，故m水=m冰=200g=0.2kg；
t5～t6时间内吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×5℃=4.2×103J；
由图知t1～t5时间段内吸收的热量是t5～t6的4倍，故t1～t5时间段内吸收的热量为4×4.2×103J=1.68×104J；
（4）电热棒的功率保持恒定，烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，
在0～t1时间里升高的温度为△t1=10℃，在t5～t6时间里升高的温度为△t2=5℃，故△t1＞△t2；
Q=cm△t可知，当吸收的热量和质量都相同时，△t越大比热容C就越小，所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容．
故答案为：（1）质量为1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为4.2×103J；
（2）t3；熔化过程要吸收热量，物质的内能增加；
（3）1.68×104；
（4）小；在吸收的热量和质量一定时，物体的温度变化值越大，比热容就越小．
点评 该题通过图象考查了晶体的熔化过程，解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态．
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