Question

6．实验测得2kg某物质温度随时间变化图象如图所示．设物质在相同的热源下吸热（相同时间吸热多少相同），根据图象解答问题：
（1）该物质是晶体（填“晶体”或“非晶体”），其熔点为20℃，；若不考虑蒸发，则在熔化过程中物质的内能变大，质量不变．（后两空均填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）若该物质在液态下的比热容C₁=1.8×10³J/（kg．℃，则该物质在固态下的比热容为C₂=0.9×10³J/（kg．℃）
（3）熔化过程中吸收的热量为2.88×10⁵J．

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要掌握晶体和非晶体在熔化过程中的区别：晶体在熔化过程中，温度不变；非晶体在熔化过程中温度不断上升．会分析晶体的熔化图象．知道晶体熔化时的温度为熔点．要知道晶体从开始熔化到完全熔化完为晶体的熔化过程．晶体熔化的特点是温度不变，但要继续吸热，其内能不断增大．质量不随温度的改变而改变．
（2）比热容是指质量是1kg的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量．
由于在相同的时间内吸收的热量相同，然后利用热平衡方程求出固态下的比热容．
（3）根据相同时间吸收的热量相同，算出熔化过程吸收的热量．

解答 解：（1）由图知，该物质在熔化过程中，温度保持20℃不变，所以该物质为晶体．并且熔点为20℃．
由于在熔化过程中不断吸热，虽然温度保持不变，但其分子的运动速度将加快，内能增大，质量不变．
（2）该物质在液态下的比热容C₁=1.8×10³J/（kg．℃），根据比热容的定义可知其物理意义：1千克的该液体在温度升高1℃时吸收的热量为1.8×10³J；
因为在相同的时间内吸收的热量相同，
所以Q₂=Q₁，即c₁m△t₁=c₂m△t₂，
因为物体状态变化、质量不变，m₂=m₁=2kg，△t₁=20℃，温度的变化△t₂=40℃，
所以所以物体的比热容c₂=$\frac{{c}_{1}△{t}_{1}}{△{t}_{2}}$=$\frac{1.8×1{0}^{3}J/（kg•℃）}{40℃}$=0.9×10³J/（kg•℃）．
（3）因为该物质在液态下的比热容C₁=1.8×10³J/（kg．℃），
该物质2min吸收的热量为：Q=c₁m△t=1.8×10³J/（kg•℃）×2kg×20℃=7.2×10⁴J，
熔化过程用了8min吸收的热量为：$\frac{7.2×104J}{2}×8$=2.88×10⁵J
故答案为：（1）晶体；20；变大；不变；（2）0.9×10³；（3）2.88×10⁵．

点评 本题考查了学生对晶体熔化特点、吸热公式的掌握和运用，根据物质的熔化或凝固的图象可以获取以下信息：该物质是晶体还是非晶体，若是晶体，其熔点或凝固点是多少，熔化或凝固用了多长时间．