Question

【題目】小剛探究某物質(zhì)熔化和沸騰的實驗如圖甲所示，他把100g某種固體碾碎后放入試管中，插入溫度計，再將試管放在裝有水的燒杯中加熱（物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等）．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖乙所示．根據(jù)圖像求：

（1）這種物質(zhì)的液態(tài)比熱容c=1.8×103J/(kg·℃)，從熔化結(jié)束升高到沸點所吸收的熱量．

（2）該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容。

（3）實驗結(jié)束時，小明發(fā)現(xiàn)從開始加熱到實驗結(jié)束的10min內(nèi)消耗6g酒精．請計算出這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率．（酒精的熱值3.0×107J／kg）

Answer 1

【答案】（1）7．2×103J；（2）3．6×103J/(kg·℃)；（3）20%

【解析】

（1）根據(jù)熱量的公式得到從熔化結(jié)束升高到沸點所吸收的熱量；
（2）從圖中得到固態(tài)時加熱時間和升高的溫度，液態(tài)時加熱時間和升高的溫度，根據(jù)熱量的公式得到固態(tài)時的比熱容；
（3）根據(jù)CD段吸收的熱量計算整個過程中吸收的總熱量。由乙圖可知加熱時間，則可求出從開始加熱到實驗結(jié)束的10min共吸收的熱量；再利用燃料的熱值公式Q=mq求出燃料完全燃燒放出對熱量；利用效率的公式得到能量的轉(zhuǎn)化效率。

（1）從熔化結(jié)束升高到沸點升高的溫度△t1=90℃-50℃=40℃，

所吸收的熱量Q吸1=cm△t1=1.8×103J/（kg℃）×0.1kg×40℃=7.2×103J；

（2）從圖像中得到AB段是熔化之前，所用時間是3min，升高的溫度△t2=50℃-20℃=30℃，

從熔化結(jié)束升高到沸點（CD段）所用的時間是2min，物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等， AB段吸收的熱量和CD段吸收的熱量之比是3:2，，；

（3）從熔化結(jié)束升高到沸點用了2min，從開始加熱到實驗結(jié)束共用10min，所以從開始加熱到實驗結(jié)束該物質(zhì)吸收的熱量，

6g酒精完全燃燒放出的熱量Q放=mq=0.006kg×3.0×107J/kg=1.8×105J，

這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率。

答：（1）從熔化結(jié)束升高到沸點所吸收的熱量是7.2×103J；

（2）該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容是3.6×103J/(kg·℃)；

（3）這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率是20%。