Question

5．比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點：
（1）小明做了如圖1所示的實驗：在兩個相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈對其加熱，實驗記錄的數(shù)據(jù)如下表所示．

物質(zhì)	質(zhì)量/g	溫度升高10℃ 所需要的時間/s	溫度升高20℃ 所需要的時間/s	溫度升高30℃ 所需要的時間/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

①在此實驗中，用加熱時間的長短 （選填“升高溫度的多少”或“加熱時間的長短”）來表示物質(zhì)吸收熱量的多少．
②分析表中的實驗數(shù)據(jù)可知：質(zhì)量相同的水和沙子，升高相同的溫度，水吸收的熱量＞（＞或＜）沙子吸收的熱量，你是怎么得出這個結(jié)論的由表中數(shù)據(jù)可知，使水和沙升高相同溫度，水要加熱較長的時間，說明水吸收的熱量多．
③加熱相同時間，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相同的水和沙子，沙子（沙子/水）升高的溫度更高．因此有同學(xué)認(rèn)為沙子吸收的熱量多，這些同學(xué)的觀點是錯誤，理由是同一熱源給水和沙加熱相同的時間，水和沙吸收的熱量應(yīng)該相同．
④實驗中小明發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時，情況與（3）結(jié)論不符，沙子升溫反而比水慢，你認(rèn)為可能的原因是沙子受熱不均勻．
（2）小紅進(jìn)行了如下實驗，將體積相同甲、乙兩種不同的液體分別放入兩個相同的燒杯內(nèi)，用相同的電加熱器同時加熱，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．
①小紅實驗設(shè)計錯誤之處是取體積相同的甲、乙兩種不同液體．
②改正錯誤后，小紅繼續(xù)實驗加熱并繪制出如圖2所示的圖象．（不計熱量損失）則甲液體的沸點是60℃．要比較甲、乙兩液體吸熱本領(lǐng)，應(yīng)分析10min前（填“10min前”“15min前”“20min前”“20min后”或“以上時間段均可”）的實驗數(shù)據(jù)．
③若乙液體是水，則甲液體的比熱容為2.1×10³J/（kg•℃）．
（3）就小明和小紅正確的實驗設(shè)計，請你評估，誰的設(shè)計方案更好．
答小紅，理由是小紅選擇的物體易受熱均勻；小紅選擇的熱源易控制相同時間內(nèi)提供的熱量相同；小紅選擇的熱源受環(huán)境因素影響�。�

Answer 1

分析 （1）①相同的酒精燈，加熱時間越長，水和沙子吸收的熱量就越多；
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)比較水和沙子加熱時間來比較吸收熱量的多少；
③根據(jù)加熱時間相同，吸收熱量相同得出結(jié)論；
④根據(jù)水和沙子的特點分析溫度變化不同的原因；
（2）①實驗中要控制甲乙兩種液體的質(zhì)量相等；
②液體在沸騰時溫度保持不變，在沸騰時的溫度叫做熔點，根據(jù)圖2得出結(jié)論；
由于液體沸騰時溫度保持不變，要通過溫度變化來判斷吸熱能力，應(yīng)在液體沸騰前來比較溫度的變化；
③根據(jù)圖乙確定出乙加熱10min的溫度，根據(jù)相同時間吸收熱量相同，結(jié)合甲乙的溫度變化及熱量的計算公式得出結(jié)論；
（3）根據(jù)選擇的被加熱物質(zhì)及加熱源進(jìn)行比較．

解答 解：（1）①實驗中，通過加熱時間來表示吸收熱量的多少；
②由表格中數(shù)據(jù)知，質(zhì)量相同的水和沙子升高相同的溫度，水的加熱時間更長，吸收熱量更多；
③由②加熱相同時間時，沙子的溫度變化更高；
水和沙子加熱相同的時間，所以吸收的熱量相同；
④由于沙子是固體，水是液體，剛開始加熱時，由于沙子不能流動，受熱不均勻，所以沙子溫度變化慢；
（2）①實驗中要控制甲乙兩種液體的質(zhì)量相等，小紅用了相同體積的甲乙兩液體，液體的質(zhì)量不相等，所以不可以；
②由圖②知，甲升高到60℃，溫度不再發(fā)生變化，所以沸點為60℃；
由于甲沸騰后溫度不再發(fā)生變化，所以應(yīng)在沸騰前比較溫度的變化；即10min前的溫度變化情況；
③由圖知，乙加熱20min溫度升高60℃，所以加熱10min溫度升高30℃；
甲升高60℃，由甲乙吸收熱量相同可知，Q_甲=Q_乙
即c_甲m_甲△t_甲=c_乙m_乙△t_乙
m_甲=m_乙，△t_甲=2△t_乙，所以c_甲=$\frac{1}{2}$c_乙=$\frac{1}{2}$×4.2×10³J/（kg•℃）=2.1×10³J/（kg•℃）
故答案為：（1）①加熱時間的長短；②＞；由表中數(shù)據(jù)可知，使水和沙升高相同溫度，水要加熱較長的時間，說明水吸收的熱量多；③沙子；錯誤；同一熱源給水和沙加熱相同的時間，水和沙吸收的熱量應(yīng)該相同；④沙子受熱不均勻；（2）①取體積相同的甲、乙兩種不同液體； ②60；10min前；③2.1×10³J/（kg•℃）；（3）小紅；小紅選擇的物體易受熱均勻；小紅選擇的熱源易控制相同時間內(nèi)提供的熱量相同；小紅選擇的熱源受環(huán)境因素影響小．

點評 此題考查的是物質(zhì)吸熱本領(lǐng)大小的探究實驗，正確應(yīng)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法是解答此題的關(guān)鍵．