Question

小明探究物質(zhì)熔化和沸騰的實驗如圖甲所示．今把20g某種固體碾碎后放入試管中，插入溫度計，再將試管放在裝有水的燒杯中加熱．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象如圖乙所示．根據(jù)圖象回答問題：

（1）這種物質(zhì)是______（選填“晶體”或“非晶體”）．你判斷的依據(jù)：______
（2）這種物質(zhì)的沸點是______℃．
（3）實驗中，熱從火焰?zhèn)鬟f給水，卻不會反過來傳遞，說明能量的轉(zhuǎn)移具有______性．
（4）這種物質(zhì)的液態(tài)比熱容c=3×10³J/（kg?℃），從熔點升高到沸點吸熱______J．實驗結(jié)束時，小明發(fā)現(xiàn)從開始加熱到實驗結(jié)束的10min內(nèi)消耗酒精約5g．請估算出這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率約為______%．（酒精的熱值3.0×10⁷J/kg，估算結(jié)果保留整數(shù)）
（5）小明還發(fā)現(xiàn)，液體沸騰的過程中如果撤去酒精燈，試管中液體會繼續(xù)沸騰片刻．其原因是______．

Answer 1

解：（1）這種物質(zhì)在熔化過程中不斷吸收熱量，溫度保持不變．所以該物質(zhì)是晶體．
（2）DE段是物質(zhì)的沸騰過程，沸點為90℃．
（3）實驗中，熱從火焰?zhèn)鬟f給水，卻不會反過來傳遞，說明能量的轉(zhuǎn)移具有方向性．
（4）由圖知t₀=50℃，t=90℃，
∴該物質(zhì)從熔點升高到沸點吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=3×10³J/（kg?℃）×0.02kg×（90℃-50℃）=2400J；
由圖可知該物質(zhì)從熔點升高到沸點用了2min，從開始加熱到實驗結(jié)束共用10min，所以從開始加熱到實驗結(jié)束該物質(zhì)吸收的熱量Q_吸=×24OOJ=12000J，
5g酒精完全燃燒放出的熱量Q_放=mq=0.005kg×3.0×10⁷J/kg=150000J，
這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率η=×100%=×100%=8%．
（5）液體沸騰的過程中如果撤去酒精燈，試管中液體會繼續(xù)沸騰片刻．其原因是燒杯中的水繼續(xù)給它加熱．
故答案為：（1）晶體；熔化過程溫度不變；（2）90；（3）方向；（4）2.4×10³；8；（5）燒杯中的水繼續(xù)給它加熱．
分析：（1）晶體在熔化過程中吸收熱量，且溫度保持不變，即晶體有一定的熔點．
（2）如圖乙，物質(zhì)先吸熱溫度升高，到達熔點，不斷吸熱，溫度保持不變，全部熔化之后，溫度再升高，不斷吸熱，液體的溫度升高，到達沸點，不斷吸熱，溫度不變，完成沸騰過程．
物質(zhì)在沸騰過程中溫度保持不變，這個不變的溫度是晶體的沸點．
（3）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性．
（4）利用公式Q=cm（t-t₀）求從熔點升高到沸點吸收的熱量；由乙圖可知加熱時間，則可求出從開始加熱到實驗結(jié)束的10min共吸收的熱量；再利用燃料的熱值公式Q=mq求出燃料完全燃燒放出對熱量；利用效率η=求出這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率．
（5）沸騰過程需繼續(xù)吸熱．
點評：本題是一道熱學(xué)綜合題，關(guān)鍵是考查對各知識點的掌握情況．