Question

4．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置．用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水．
（1）要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和秒表．
（2）小明设计的记录数据如表格，分析表格可知：他是用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验的．

加热时间/min	0	0.5	1	1.5	2	…
温度	煤油
	水

（3）实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×10³ J/（kg•℃），则1.5kg水温度升高20℃吸收的热量是1.26×10⁵J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗4.2g酒精．（酒精的热值为3.0×10⁷ J/kg）
（4）在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区大，这是因为干泥土和水相比，干泥土较小．

Answer 1

分析 （1）探究不同物质吸热能力时，要控制两种液体的质量相等，需要用天平测质量，测量加热时间的工具停表；
（2）吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来．相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，加热时间越长说明吸收热量越多；
（3）根据吸热公式Q_吸=cm△t求这些水吸收的热量；根据题意可以知道酒精完全燃烧放出的热量，利用Q=mq的变形公式m=$\frac{Q}{q}$求出需要酒精的质量；
（4）水的比热容较大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，但水的温度变化比沙小．
因此，在白天同样吸热时，沙子的温度升高的快，水的温度升高的慢；夜晚同样放热时，沙子的温度降低的快，水的温度降低的慢．

解答 解：（1）研究物体吸热本领的与物质的种类的关系时，要保证两者的升高相同的温度所需要的时间，因此还需要秒表这个测量工具．
（2）由表中数据可知：由于是相同的酒精灯加热，即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等，
所以他是用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验的．
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×20℃=1.26×10⁵J；
由题意得，酒精完全燃烧放出的热量Q_放=Q_吸=1.26×10⁵J，
由Q=mq得，至少要消耗酒精的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.26×1{0}^{4}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=4.2×10^-3kg=4.2g；
（4）沿海地区水多；内陆地区水少、干泥土多．因为水的比热容较大，
白天，相同质量的水和干泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；
夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小．
故答案为：（1）秒表；
（2）加热时间；升高的温度；
（3）1.26×10⁵；4.2； 
（4）大；比热容．

点评 本题是探究物质吸热本领的实验，考查了学生对实验器材了解、科学方法掌握、热量的计算及利用比热容解释有关现象等问题，要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识，并能够将这些知识应用于生活．