Question

在比較“水和煤油誰吸熱升溫快”的過程中，某實驗小組選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200g、初溫都是20℃的水和煤油加熱．根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制出水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示．已知酒精的熱值是3.0×10⁷J/kg，水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃），加熱時酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精．那么請問：
（1）圖中

b

（a/b）是水吸熱升溫的圖象；
（2）從開始加熱到水開始沸騰，酒精放出多少熱量？這些熱量都被水吸收了嗎？（通過計算說明）
（3）試求出煤油的比熱容．

Answer 1

分析：（1）用兩只完全相同的酒精燈，分別給水和煤油加熱，這樣做的目的是使水和煤油在相同時間吸收相同的熱量，再利用熱量的變形公式進行分析．
（2）已知酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精，便可以計算出給水加熱10min時間消耗的酒精，已知酒精的熱值，可利用公式Q_放=mq計算熱量，利用Q=cm△t可求出水吸收的熱量，比較可以水水是否全部吸收．
（3）由圖b知，在10min時間內，水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量，由于在相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，可得煤油吸收的熱量，由圖a知加熱10min，煤油的溫度從20℃上升到180℃，根據(jù)吸熱公式求煤油的比熱容．

解答：解：（1）因為水和煤油的質量相等，吸收相同熱量時，b升高的溫度低，由△t=

Q

cm

可知，b的比熱容大，而水的比熱容大于煤油的比熱容，因此b是水吸熱升溫的圖象．
（2）∵酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精，
∴加熱10min時間消耗的酒精為：
m=1g×10=0.01kg，
Q_放=mq=0.01kg×3.0×10⁷J/kg=3×10⁵J，
此時水吸收的熱量：Q_水吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁴J，
顯然水吸收的熱量小于酒精完全燃燒放出的熱量，因此酒精放出的熱量沒有全部被水吸收．
（3）由圖b知，在10min時間內，水吸收的熱量Q_水吸=6.72×10⁴J，
∵相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量
∴在10min的時間內，
Q_煤油吸=Q_水吸=6.72×10⁴J，
由圖a知加熱10min，煤油的溫度從20℃上升到180℃，
△t_煤油=180℃-20℃=160℃，m_煤油=200g=0.2kg
∵Q=cm△t
∴C_煤油=

Q煤油吸

m煤油△t煤油

=

6.72×104J

0.2kg×160℃

=2.1×10³J/（kg?℃）．
答：（1）圖中b是水吸熱升溫的圖象；
（2）從開始加熱到水開始沸騰，酒精放出3×10⁵J的熱量；這些熱量不能全部被水吸收；
（3）煤油的比熱容為2.1×10³J/（kg?℃）．

點評：本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，能從液體的溫度隨時間變化的圖象搜集有關信息是本題的關鍵．