小丽同学用如图1所示装置探究水沸腾的有关特点,他用一台功率为420W恒定的电加热器给质量为0.75kg的水加热,假设电加热器产生的热量全部被水吸收,得到了水的温度随时间变化的关系如图2.
(1)由图2可知,水的沸点是______℃,此时的大气压______一个标准大气压(填“大于”“小于”或“等于”),水从加热到沸腾所需的时间为______min;
(2)水沸腾前所吸收的热量为多少?(c水=4.2×103J/(kg?℃));
(3)水沸腾前电加热器消耗的电能为______J.
(4)小丽通过查找资料知道,不同液体汽化时所吸收的热量不同.物理学规定:单位质量的某种液体,汽化成同温度的气体时吸收的热量叫这种液体的汽化热,用字母L表示.
她想利用该装置来测量水的汽化热.
①原理探究:若质量为m的液体在T℃时全部汽化成T℃的气体时,吸收的热量为Q,请写出该液体的汽化热的表达式:L=______.
②数据记录和处理:
电加热器的功率/W420水刚开始沸腾时装置的初质量/g950停止加热时装置的末质量/g710从开始沸腾到停止加热的时间/min20汽化成水蒸汽的水的质量m=______kg;汽化成水蒸汽的水所吸收的热量是______J(不计热损失);则水的汽化热L=______J/kg.
网友回答
解:(1)读图可知,当水达到100℃时,继续加热,温度不再升高,这就是水的沸点,此时的大气压等于1标准大气压;图象中显示,水从开始加热计时,到达到沸点共历时10分钟;
(2)水沸腾前所吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.75kg×(100℃-20℃)=2.52×105J;
(3)电加热器消耗的电能:W=Pt=420W×10×60s=2.52×105J;
(4)①根据汽化热的定义可得,汽化热的表达式为L=;
②汽化成水蒸气的水的质量:m=950g-710g=240g=0.24kg;
汽化成水蒸气的水所吸收的热量:W′=Pt′=420W×20×60s=5.04×105J;
水的汽化热:L===2.1×106J/kg.
故