實驗測得0.5kg某物質溫度隨時間變化的圖象如圖示，已知物質在固態下的比熱容為c1=2.1×103J/（kg•...

問題詳情：

實驗測得0.5kg某物質溫度隨時間變化的圖象如圖示，已知物質在固態下的比熱容為c1=2.1×103J/（kg•℃）．假設這種物質從熱源吸熱的功率恆定不變，根據圖象解答下列問題：

（1）在最初的2min內，物質吸收的熱量為多少？

（2）求該物質在液態下的比熱容c2．

（3）若規定“質量為1kg的某種晶體物質在完全熔化時所吸收的熱量叫做這種物質的熔化熱”用“λ”表示，根據圖象資訊，計算該物質的熔化熱．

【回答】

【考點】熱量的計算．

【分析】（1）由圖象知，在最初的2min內物質處於固體狀態，知道固態下的比熱容，又知道物體的質量，可利用吸熱公式Q吸=c1m△t可以求出吸收的熱量；

（2）知道吸熱時間，可利用公式P=求出吸熱功率；由圖象可知，10min～12min內物質處於液體，由於吸熱功率恆定不變，根據Q=Pt可求出這一段時間內吸收的熱量，又知道物體的質量和溫度的變化，然後利用公式c=求出該物質在液態下的比熱容；

（3）質量為1kg的某種晶體物質在完全熔化時所吸收的熱量叫做該物質的熔化熱，從圖象得出某物質全部熔化需要的時間，然後可求出該物質吸收的熱量，進一步求出熔化熱．

【解答】解：（1）在最初2min內，物體處於固態的升溫吸熱過程，

∵m=0.5kg，c1=2.1×103J/（kg•℃），△t1=0℃﹣（﹣20℃）=20℃，

∴物質吸收的熱量：

Q吸=c1m△t1=2.1×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃=2.1×104J；

（2）該物質的吸熱功率：

P===175W，

由圖象可知，10min～12min內物質處於液體，在t′=2min=120s內，物體溫度升高△t2=10℃，

∵吸熱功率恆定不變，

∴吸收的熱量為：

Q吸′=Pt′=175W×120s=2.1×104J，

該物質在液態下的比熱容：

c2===4.2×103J/（kg•℃）；

（3）由圖象可知，該物質的熔化時間：

t″=10min﹣2min=8min=480s，

0.5kg該物質吸收的熱量：

Q吸″=Pt″=175W×480s=8.4×104J，

該物質的熔化熱：

λ=2×8.4×104J/kg=1.68×105J/kg．

答：（1）在最初的2min內，物質吸收的熱量為2.1×104J；

（2）該物質在液態下的比熱容為4.2×103J/（kg•℃）；

（3）該物質的熔化熱為1.68×105J/kg．

知識點：比熱容

題型：計算題