Question

10．小海在探究“冰的熔化特点”的实验中，根据实验数据绘制的温度-时间关系图象，已知冰的质量为500g．根据图象解答以下几个问题：
（1）物质在C点具有的内能比B点的内能大．
（2）8min到12min水吸收的热量[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．
（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则冰在熔化过程中吸收的热量．
（4）计算冰的比热容是多大？
（5）在如图所示中，AB段与CD段的倾斜程度不同，原因是：质量相等的水和冰，吸收相同的热量，由于水的比热容大，所以水升温慢．

Answer 1

分析 （1）物体吸收热量，内能增加；
（2）从图象中找到升高的温度，利用公式Q=cm△t可计算吸收的热量；
（3）从图象中找出开始熔化和结束熔化的时间，可确定熔化的持续时间，最后确定冰吸收的热量；
（4）冰在相同的时间内吸收的热量相同，可知图象中从A到B吸收的热量，根据吸热公式计算出冰的比热容；
（5）知道水和冰的比热容不同，相同质量的水和冰，吸收相同的热量，其温度变化不同．

解答 解：（1）由图象可知，物体从B点到C点继续加热，物体吸收热量，内能增加，所以物质在C点具有的内能比B点的内能大；
（2）冰变成水质量不变，质量m=500g=0.5kg，
8min到12min水升高的温度是5℃，水吸收的热量为：
Q_CD=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×5℃=1.05×10⁴J；
（3）冰的熔化时间为4min，水加热4min吸收的热量为1.05×10⁴J，由于冰熔化时的时间与水升高5℃的时间相同，若相同时间内物质吸收的热量相同，则冰在熔化过程中吸收的热量为1.05×10⁴J；
（4）因为Q_AB=cm△t=Q_CD=1.05×10⁴J
所以c_冰=$\frac{{Q}_{AB}}{m△{t}_{冰}}$=$\frac{1.05×1{0}^{4}J}{0.5kg×10℃}$=2.1×10³J/（kg•℃）；
（5）质量相等的水和冰，吸收相同的热量，由于水的比热容大，所以水升温慢，所以图象中AB段与CD段的倾斜程度不同．
故答案为：（1）大；
（2）8min到12min水吸收的热量为1.05×10⁴J；
（3）冰在熔化过程中吸收的热量为1.05×10⁴J；
（4）冰的比热容为2.1×10³J/（kg•℃）；
（5）质量相等的水和冰，吸收相同的热量，由于水的比热容大，所以水升温慢．

点评 本题考查了在探究“冰的熔化特点”的实验中，温度计的读数方法，温度-时间图象的分析，热量公式的灵活运用等，有一定综合性，难度适中．