Question

如图所示是小李同学在完成“探究水的沸腾”实验的实验图象．求：

（1）已知实验时，水的质量为100g，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），则从实验第10分钟到第20分钟，水吸收的热量为多少？

（2）已知该实验使用酒精灯加热，酒精灯每分钟消耗酒精为0.056g，酒精的热值为3.0×10⁷J/kg，则从实验第10分钟到第20分钟的过程中对被加热的水而言，酒精灯的效率约为多少？

（3）爱动脑的小李查阅资料后发现了一个新的物理量﹣﹣﹣﹣汽化热，它是指单位质量的液态物质变成同温度的气态物质所需吸收的热量．小李想在此基础上粗略测量水的汽化热．由图可知，从第20分钟起，水开始沸腾，水迅速汽化成同温度的水蒸气，至25分钟停止加热，测得水的质量还剩99g，则水的汽化热λ是多少J/Kg？（不考虑沸腾前蒸发掉的水，整个过程酒精灯的效率不改变）

Answer

（1）从实验第10分钟到第20分钟，水吸收的热量为4.2×103J；

（2）酒精灯的效率约为25%；

（3）水的汽化热λ是2.1×106J/kg．

【解析】

试题分析：（1）由图读出从实验第10分钟到第20分钟水升高的温度，根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；

（2）根据Q=mq求出酒精燃烧放出的热量，再根据η=求出酒精灯的效率；

（3）整个过程酒精灯的效率不改变，相同的时间水吸收的热量相同，可求水沸腾5分钟吸收的热量，求出水变成水蒸气的质量，利用求汽化热．

【解析】

（1）水吸收的热量：

Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣90℃）=4.2×103J；

（2）酒精灯10分钟消耗酒精为：

m酒=0.056g×10=0.56g=5.6×10﹣4kg，

酒精燃烧放出的热量：

Q放=m酒q=5.6×10﹣4kg×3.0×107J/kg=1.68×104J，

酒精灯的效率η=×100%=×100%=25%；

（3）整个过程酒精灯的效率不改变，相同的时间水吸收的热量相同，则水沸腾5分钟吸收的热量：

Q吸′=×4.2×103J=2.1×103J，

水变成水蒸气的质量m=100g﹣99g=1g=0.001kg，

汽化热λ===2.1×106J/kg．

答：（1）从实验第10分钟到第20分钟，水吸收的热量为4.2×103J；

（2）酒精灯的效率约为25%；

（3）水的汽化热λ是2.1×106J/kg．

【点评】此题主要考查的是学生对热量、热值和效率计算公式的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键．另外，注意整个过程酒精灯的效率不改变，则相同的时间水吸收的热量相同．