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(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸收的热量,叫做这种液体的汽化热。通常情况下,同种液体在不同温度下的汽化热是不同的。某课外活动小组设计了如图7所示的装置,可以用来测定100℃时水的汽化热。该装置的测量原理是:用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾,用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量,同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流,根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热λ。由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的,该组同学实验时测量了两组数据,如下表所示:
电压/V | 电流/A | 时间/s | 水的初质量/g | 水的末质量/g | |
第一组 | 20 | 1 | 300 | 70 | 68 |
第二组 | 40 | 2 | 300 | 70 | 60 |
(1).试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变。
(2).根据以上数据,求水的汽化热λ
(3).针对此实验提出一些减少实验误差的措施。
【回答】
解析:(1).该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变。因为加热功率发生改变后,水温并不会改变,与周围环境的温度差也将不变,而其它条件也都未发生变化,所以散热功率不会变化。
(2).由能量守恒定律可知:P电t=P散t+Q吸= P散t+mλ。
根据题意可得:U1I1t1= P散t1+m1λ;
U2I2t2= P散t2+m2λ;
代入数据,解得:λ=2.25×106J/kg。
(3.)增大加热功率(或电压)、增大汽化水的质量、换用更保温的容器(减小散热功率)、适当增大环境温度、减小测量时间、多测几组数取平均值。
知识点:物理竞赛
题型:计算题
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