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某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,用两个相同的容器分别装...

某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水,用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示.已知酒精的热值是3.0×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/.加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问:
(1)图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象?为什么?
(2)给水加热持续了10min时间,消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量?
(3))试求出沙子的比热容.

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(1)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=进行分析. (2)已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精,便可以计算出给水加热10min时间消耗的酒精,已知酒精的热值,可利用公式Q放=mq计算热量. (3)由图b知,在2min时间内,水升高的温度值,利用吸热公式求水吸收的热量,由于在相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,可得沙子吸收的热量,由图a知加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,根据吸热公式求沙子的比热容. 【解析】 (1)图a表示的是沙子吸热升温的过程,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, 从公式△t=可知,沙子温度升得多. (2)∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精, ∴加热10min时间消耗的酒精为: m=0.8g×10=8g=8×10-3kg, Q放=mq=8×10-3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J; (3)由图b知,在2min时间内,△t水=70℃-20℃=50℃, Q水吸=C水m水△t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J, ∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量 ∴在2分钟的时间内, Q沙吸=Q水吸=42000J, 由图a知加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃, △t沙=250℃-20℃=230℃,m沙=200g=0.2kg ∴C沙==≈0.91×103J/(kg•℃). 答:(1)a图,沙子的比热容小于水,相同质量的水和沙子吸收相同的热量,沙子温度升得高; (2)消耗的酒精如果完全燃烧将放出2.4×105J的热量; (3))沙子的比热容为0.91×103 J/(kg•℃).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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