Question

13．在探究不同物质比热容的实验中，小明做了如图甲所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯分别对其加热．

（1）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子吸收的热量相同；
（2）在实验中通过观察温度计示数的变化来比较水和沙子的吸热本领；
（3）小明同学这一实验方案中存在的不足是由于沙子受热不均匀，用沙子与水探究不同物质比热不妥，你的改进的方法是应选用其它液体，如煤油、酒精等；
（4）小明同学记录相关数据，并绘制出如图乙所示的图象．水与沙子的比热容之比为4：1（不计热量损失）

Answer 1

分析 （1）用相同的酒精灯加热，加热时间相同，物体吸收的热量相同；
（2）根据Q=cm△t可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同；
（3）不同物质传到热量的性能不同；
（4）根据图象读出水加热10min温度的变化量和沙子加热10min温度的变化量，此时Q_水=Q_沙子，根据Q=cm△t求出水和沙子比热容的关系．

解答 解：（1）选用相同的酒精灯、加热相同的时间目的是使水与沙子吸收的热量相等；
（2）加热后，水和沙子的温度不相同，可以通过观察温度计示数变化的多少来比较水和沙子吸热本领的大小；
（3）水和沙子相比较，水的导热性能好，加热过程中水温变化差异小；沙子的导热性能弱，加热过程中上下沙子温度差异较大．由于沙子受热不均匀，用沙子与水探究不同物质比热不妥；应选用其它液体，如煤油、酒精等；
（4）由图可知，在加热10min后，水升高的温度为△t_水=20℃-10℃=10℃，沙子升高的温度为△t_沙=50℃-10℃=40℃；由于水和沙子的质量相同，吸收的热量也相同，则：c_水m_水△t_水=c_沙m_沙△t_沙，则$\frac{{c}_{水}}{{c}_{沙}}$=$\frac{△{t}_{沙}}{△{t}_{水}}$=$\frac{40℃}{10℃}$=4：1．
故答案为：（1）吸收的热量；（2）温度计示数的变化；（3）由于沙子受热不均匀，用沙子与水探究不同物质比热不妥；应选用其它液体，如煤油、酒精等；（4）4：1．

点评 此题考查比较水和沙子吸热能力的实验方法、控制变量法的应用以及热岛效应的形成原因和改进措施．