Question

16．小红在自然条件下完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随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．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．
（1）根据图线，你能得到的一条信息是：冰在熔化时温度保持不变．
（2）CD段水吸收的热量是多少？
（3）计算出冰的比热容．

Answer 1

分析 （1）冰吸收热量，温度升高；冰在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变；冰全部熔化成水，水吸收热量，温度升高．
（2）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．
（3）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．

解答 解：
（1）冰吸收热量，温度升高．达到熔化，继续吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程．冰全部熔化之后，水吸收热量，温度升高．
（2）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，水从0℃升高到20℃，
所以，水吸收的热量为：Q_吸水=cm△t=0.5kg×4.2×10³J/（kg•℃）×20℃=4.2×10⁴J．
（3）冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要了5min，吸收热量为：Q_吸冰=$\frac{1}{2}$Q_吸水=$\frac{1}{2}$×4.2×10⁴J=2.1×10⁴J，
由Q_吸=cm△t得冰的比热容为：c_冰=$\frac{{Q}_{冰}}{m△t}$=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{0.5kg×20℃}$=2.1×10³J/（kg•℃）．
故答案为：
（1）冰在熔化时温度保持不变；
（2）CD段水吸收的热量是4.2×10⁴J．
（3）冰的比热容为2.1×10³J/（kg•℃）．

点评 本题主要考查Q=cm△t的应用，知道其中的三个量，求第四个量．利用好条件“相同时间冰和水吸收的热量相同”是关键．