Question

5．用功率相同的电加热器、玻璃杯（规格相同）、温度计比较水和煤油的比热容，相同质量的水和煤油“温度-时间”图象如图．
（1）加热了2min水和煤油的吸热是否相等？并说明判断依据：因用功率相同的电加热器、玻璃杯（规格相同）、温度计都加热了2min
（2）根据图象推算水和煤油的比热容大致关系是c_水=2c_煤油
（3）若烧杯中水的质量是100g，则水从40℃升温到80℃时，吸收的热量是1.68×10⁴J．
如果在此加热过程中，有30%的热量散失了，电加热器消耗的电能是2.4×10⁴J．（c水=4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

分析 （1）根据用功率相同的电加热器、玻璃杯（规格相同）温度计加热相同的时间分析回答；
（2）由图可知，相同质量的水和煤油升高相同的温度，水的加热时间为煤油的2倍，根据c=$\frac{O}{m△t}$求两种物质比热的关系；
（3）根据Q=cm△t求吸收的热量；
（4）根据W=$\frac{Q}{η}$求加热器消耗的电能．

解答 解：（1）因用功率相同的电加热器都加热了2min，根据Q=W=Pt，加热器放出的热量是一定的，又玻璃杯规格相同，热量损失也是相同的，故水和煤油的吸收到的热量也相等；
（2）由图可知，相同质量的水和煤油，升高相同的温度（20℃到60℃），
水的加热时间（8分钟）为煤油（4分钟）的2倍，
即水吸收的热量为煤油的2倍，
根据c=$\frac{O}{m△t}$，在m、△t相同的情况下，比热c大小与Q成正比，
水的比热为煤油的2倍，c_水=2c_煤油；
（3）若烧杯中水的质量是100g，则水从40升温到80℃时，
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（80℃-40℃）=1.68×10⁴J；
如果在此加热过程中，有30%的热量散失了，
电加热器消耗的电能W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{4}J}{1-0.3}$=2.4×10⁴J；
故答案为：（1）相等；因用功率相同的电加热器、玻璃杯（规格相同）、温度计都加热了2min；
（2）c_水=2c_煤油；
（3）1.68×10⁴J；
（4）2.4×10⁴J；

点评 本题比较水和煤油的比热容，考查比较过程和方法、热量的计算，能量的利用效率等问题，关键是从图中获取有效的作息，难度中等．