实验测得1kg某物质温度随时间变化的图象如图所示.已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/(kg?℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初2min内,物质温度升高了40℃,则吸收的热量为多少J,吸热功率为多少W?
(2)试求该物质在液态下的比热容c2.
网友回答
解:由图可知,∵物体熔化时的温度不变,
∴该物质属于晶体;
(1)在最初2min内,物体处于固态的升温吸热过程,
∵m=1kg,c1=2.1×103J/(kg?℃),△t1=40℃,
∴吸收的热量为:Q吸=c1m△t1=2.1×103J/(kg?℃)×1kg×40℃=8.4×104J;
而t=2min=120s,
∴该物质的吸热功率:P===700W.
(2)由图可知,物体全部熔化后,在t′=4min=240s内,物体温度升高△t2=40℃,
而吸热功率恒定不变,
∴吸收的热量为:Q吸′=Pt′=700W×240s=1.68×105J,
又∵Q吸′=c2m△t2,
∴c2===4.2×103J/(kg?℃).
答:(1)则吸收的热量为8.4×104J,吸热功率为700W.
(2)该物质在液态下的比热容c2为4.2×103J/(kg?℃).
解析分析:(1)由图象知,前两分钟物质处于固体状态,知道固态下的比热容,又知道物体的质量,可利用吸热公式Q吸=c1m△t可以求出吸收的热量;又知道吸热时间,可利用公式P=计算出吸热功率.(2)由图可知,该物质在0-2min时间内处于固态,由于吸热功率恒定不变,根据Q=Pt可求出这一段时间内吸收的热量,又知道物体的质量和温度的变化,然后利用公式c=可以求出该物质在液态下的比热容.
点评:本题考查了晶体熔化的规律、吸收热量的计算、物体吸热功率的计算,涉及到从温度-时间图象搜集信息并加以利用,知识点多,属于难题.