小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质量的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量--比热容,于是她又想到晶体

发布时间:2020-08-05 18:12:05

小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质量的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量--比热容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵?带着这个疑问,小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示.实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同.已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)?求:

(1)CD段水吸收的热量是多少?
(2)计算出冰的比热容.
(3)若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热λ.

网友回答

解:(1)冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,
由图象知,在CD段,水从0℃升高到20℃,水吸收的热量为:
Q=cm△t=0.5kg×4.2×103J/(kg?℃)×20℃=4.2×104J.
10min冰或水吸收的热量相同,为4.2×104J.
(2)在CD段,水从0℃升高到20℃,需要的时间是10min,水吸收的热量为:Q=4.2×104J,
由题意知,相同时间冰和水吸收的热量相同,
由图象可知,冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要了5min,
为水吸收热量所需时间的一半,则冰吸收的热量:
Q冰===2.1×104J,
∵Q=cm△t,
∴冰的比热容为:c冰===2.1×103J/(kg?℃).
(3)0.5kg的水在t=10min内吸收的热量为Q=4.2×104J,
由题意知,相同时间冰和水吸收的热量相同,
则0.5kg冰从5min到45min全部熔化,需要t′=40min,
吸收的热量:Q′=4.2×104J×4=1.68×105J,
1kg冰全部熔化,需要吸收的热量为0.5kg冰完全融化吸收热量的两倍,
即为1.68×105J×2=3.36×105J,
1kg冰全部熔化,吸收的热量为3.36×105J,
则冰的融化热λ=3.36×105J/kg.
答:(1)(1)CD段水吸收的热量是4.2×104J.
(2)冰的比热容是2.1×103J/(kg?℃).
(3)冰的熔化热λ=3.36×105J/kg.
解析分析:(1)冰变成水,物质的状态变化,质量不变.CD段是水,知道水的质量、比热、温度变化,根据Q=cm△t计算水吸收的热量.
(2)在AB段,知道吸收的热量、质量、温度变化量,根据Q=cm△t,计算冰的比热容.
(3)根据0.5kg冰,1min吸收的热量,求出0.5kg冰全部熔化时吸收的热量,求出1kg冰全部熔化吸收的热量,求出冰的熔化热.

点评:本题主要考查Q=cm△t的计算,知道其中的三个量,求第四个量.
求出冰在升温、熔化、水在升温过程中,1min吸收的热量是解决本题的关键.
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