Question

19．小紅在學習了“比熱容”的有關知識后，知道單位質量的不同物質在升高相同溫度時，所吸收的熱量不同，為了描述物質的這種性質，引入了一個新的物理量--比熱容，于是她又想到晶體在熔化時，溫度雖然保持不變，但需要吸收熱量，那么單位質量的不同晶體熔化時所吸收的熱量是否相同呢？帶著這個疑問，小紅在實驗室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線如圖所示．實驗時，冰的質量為0.5kg，相同時間冰和水吸收的熱量相同．水的比熱容為4.2×10³J/（kg/℃） 
（1）根據(jù)圖線，你能得到的一條信息是：冰在熔化時溫度保持不變；
（2）CD段水吸收的熱量是多少？
（3）計算出冰的比熱容．

Answer 1

分析 （1）冰吸收熱量，溫度升高；冰在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變；冰全部熔化成水，水吸收熱量，溫度升高．
（2）冰變成水，物質的狀態(tài)變化，質量不變．
CD段是水，知道水的質量、比熱、溫度變化，根據(jù)Q=cm△t，計算水吸收的熱量．
求出1min冰或水吸收的熱量．
（3）在AB段，知道吸收的熱量、質量、溫度變化量，根據(jù)Q=cm△t，計算冰的比熱．

解答 解：
（1）冰吸收熱量，溫度升高．達到熔化，繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變，完成熔化過程．冰全部熔化之后，水吸收熱量，溫度升高．
（2）冰的質量為0.5kg，冰熔化成水，狀態(tài)變化，質量不變，水的質量是0.5kg，
由圖象知，水從0℃升高到20℃，
所以，水吸收的熱量為：Q=cm△t=0.5kg×4.2×10³J/（kg•℃）×20℃=4.2×10⁴J．
（3）冰從-20℃吸收熱量升高到0℃，需要了5min，吸收熱量為：4.2×10³J×5=2.1×10⁴J，
冰的比熱容為：c_冰=$\frac{{Q}_{冰}}{m△t}$=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{0.5kg×20℃}$=2.1×10³J/（kg•℃）．，
答：（1）冰在熔化時溫度保持不變；（2）CD段水吸收的熱量是4.2×10⁴J；（3）冰的比熱容為2.1×10³J/（kg•℃）；

點評 本題主要考查晶體的熔化圖象、熱量公式Q=cm△t的應用，知道其中的三個量，求第四個量，是一道綜合題．