Question

【題目】小明看到一句農諺：“下雪不冷化雪冷”，他很好奇，想具體了解一下冰雪熔化時要吸收多少熱量。于是查找了資料，知道“熔化熱”的定義是：單位質量的某種晶體，在熔化成同溫度的液體時吸收的熱量，叫做這種晶體的熔化熱。他想用實驗測量一下冰的熔化熱，于是找來了一些實驗器材：一架天平和配套的砝碼、一支實驗室溫度計（0～100℃）、一個有密封蓋子的保溫桶、一個小燒杯、一把攝子和一個專門用來在冰箱中凍小冰塊的塑料冰格，又觀察到家里的冰箱面板上顯示冷凍室溫度恒為﹣18℃．請幫助小明設計一下用這些器材粗測冰塊熔化熱的方案，要求寫出實驗的步驟和用測量的物理量計算冰的熔化熱λ的表達式（水和冰的比熱容分別用c水和c冰表示）。

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

（一）實驗步驟：

（1）用調好的天平測量小燒杯的質量m1；

（2）用小燒杯盛取足量的水，再用天平測量小燒杯和水的質量m2；

（3）將水倒入保溫桶內，用溫度計測量水的溫度t1；

（4）提前較長時間將用冰格盛適量水放在冰箱冷凍室凍成冰塊，用鑷子取適量冰塊放在小燒杯中，迅速用天平測量出其總質量m3后，立刻將冰塊倒入保溫桶內的水中，蓋緊桶蓋；

（5）輕輕搖晃保溫桶使水溫均勻，并仔細聽聲音，能聽出冰塊熔化完畢后，打開桶蓋，用溫度計測出保溫桶內水的溫度t2。

（二）保溫桶內原來水的質量m水＝m2﹣m1，其初溫為t1，末溫為t2，

則其放出的熱量Q放＝c水（m2﹣m1）（t1﹣t2），

冰的質量m冰＝m3﹣m1，

冰從﹣18℃達到熔點0℃時吸收的熱量Q冰吸＝c冰（m3﹣m1）×18℃，

冰熔化成水后質量不變，溫度從0℃達到t2時吸收的熱量Q水吸＝c水（m2﹣m1）t2，

冰熔化時吸收的熱量：

Q熔吸＝Q放﹣Q水吸﹣Q冰吸＝c水（m2﹣m1）（t1﹣t2）﹣c水（m2﹣m1）t2﹣c冰（m3﹣m1）×18℃，

冰塊的熔化熱的表達式為：

λ＝。