Question

【题目】小刚探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，他把100g某种固体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）．根据实验数据画出的图像如图乙所示．根据图像求：

（1）这种物质的液态比热容c=1.8×103J/(kg·℃)，从熔化结束升高到沸点所吸收的热量．

（2）该物质固态时的比热容。

（3）实验结束时，小明发现从开始加热到实验结束的10min内消耗6g酒精．请计算出这种装置能量的转化效率．（酒精的热值3.0×107J／kg）

Answer 1

【答案】（1）7．2×103J；（2）3．6×103J/(kg·℃)；（3）20%

【解析】

（1）根据热量的公式得到从熔化结束升高到沸点所吸收的热量；
（2）从图中得到固态时加热时间和升高的温度，液态时加热时间和升高的温度，根据热量的公式得到固态时的比热容；
（3）根据CD段吸收的热量计算整个过程中吸收的总热量。由乙图可知加热时间，则可求出从开始加热到实验结束的10min共吸收的热量；再利用燃料的热值公式Q=mq求出燃料完全燃烧放出对热量；利用效率的公式得到能量的转化效率。

（1）从熔化结束升高到沸点升高的温度△t1=90℃-50℃=40℃，

所吸收的热量Q吸1=cm△t1=1.8×103J/（kg℃）×0.1kg×40℃=7.2×103J；

（2）从图像中得到AB段是熔化之前，所用时间是3min，升高的温度△t2=50℃-20℃=30℃，

从熔化结束升高到沸点（CD段）所用的时间是2min，物质在相同时间内吸收的热量相等， AB段吸收的热量和CD段吸收的热量之比是3:2，，；

（3）从熔化结束升高到沸点用了2min，从开始加热到实验结束共用10min，所以从开始加热到实验结束该物质吸收的热量，

6g酒精完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.006kg×3.0×107J/kg=1.8×105J，

这种装置能量的转化效率。

答：（1）从熔化结束升高到沸点所吸收的热量是7.2×103J；

（2）该物质固态时的比热容是3.6×103J/(kg·℃)；

（3）这种装置能量的转化效率是20%。