Question

16．为了比较水和沙石的吸热能力，所使用的实验器材有：两个相同的酒精灯、烧杯、温度计、水和沙石．
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、①（选填序号）水和沙石；
①质量相等 ②体积相等
（2）根据实验，绘制出了沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，则图中b（“a”或“b”）是水吸热升温的图象；原因是水的吸热本领比沙石的吸热本领大．
（3）不计热量损失，由图象可以计算出沙石的比热容约为365J/（kg•℃）．（计算结果保留到个位）【已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）】

Answer 1

分析 （1）判断水与煤油的吸热本领的大小，可以判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少．温度升高较多的，则比热较小；为了达到此目的必须控制所用的物质的质量相等、初温相同，所用仪器相同；
（2）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式△t=$\frac{Q}{cm}$进行分析．
（3）由图b知，在2min时间内，吸收的热量相同，根据两种物质升高的温度和吸热公式求出砂石的比热容．

解答 解：（1）在此实验中，为了比较水和煤油吸热本领的大小，我们可以加热相同的时间，观察升高的温度的不同；也可以让它们其升高相同温度，比较加热时间，来比较它们吸热本领的大小．为了达到实验目的前提条件是：在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油；故选①；
（2）由图可知：因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，水的吸热本领大，从公式△t=$\frac{Q}{cm}$可知，沙子温度升得多，水温度升的少，故b是水的图象；
（3）由图b可知：相同质量的水和砂石，在2min时间内，吸收的热量相同，砂石升高的温度为250℃-20℃=230℃；水升高的温度为45℃-20℃=25℃；则：Q_水吸=Q_沙吸，即：c_水m_水△t_水=c_沙m_沙△t_沙；c_沙=$\frac{△{t}_{水}}{△{t}_{沙}}{c}_{水}$=$\frac{25℃}{230℃}$×4.2×10³J/（kg•℃）≈365J/（kg•℃）．
故答案为：（1）①；（2）b；大；（3）365．

点评 考查了学生对比热容概念的理解，同时考查了学生根据图象分析问题的能力，同时考查了有关热量的计算及公式的变形运用．