Question

9．在“比較不同物質(zhì)吸熱升溫情況”的實(shí)驗(yàn)中

（1）小麗和小明用一套器材做加熱水和油的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示．在組裝器材時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)A（填A(yù)或B）的高度，調(diào)節(jié)它的高度是為了確保使用外焰加熱．
（2）組裝好器材，他們先后在同一個(gè)燒杯中稱(chēng)出質(zhì)量相等的水和油，分別加熱相同的時(shí)間，比較水和煤油升高的溫度，得出結(jié)論．要完成該實(shí)驗(yàn)，除圖甲所示器材外，還需要的一個(gè)測(cè)量工具是秒表．
（3）在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思時(shí)，他們認(rèn)為原方案有需要兩次加熱耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，因此改進(jìn)方案并設(shè)計(jì)了圖乙所示的裝置．與原方案相比，該方案除克服了上述缺點(diǎn)外還具有的優(yōu)點(diǎn)是該方案避免兩次加熱，用同一熱源加熱確保在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等．（答出一個(gè)即可）
（4）給100 g水和100 g油加熱，其溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖丙所示．100 g水6分鐘吸收的熱量為6300J，100g油6分鐘吸熱為6300J，油的比熱容是2.1×10³J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）組裝實(shí)驗(yàn)儀器是實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)從最優(yōu)化的角度去考慮，避免重復(fù)調(diào)整．
（2）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量水與煤油的加熱時(shí)間，需要用到秒表；液體吸收相等的熱量，升高的溫度越高，液體的吸熱能力越弱．
（3）從能否讓水和煤油在相同時(shí)間內(nèi)吸收相同熱量來(lái)分析圖示實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論．
（4）通過(guò)正確讀圖，可獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，要求100 g水每分鐘吸收的熱量，可先運(yùn)用公式Q_水吸=c_水m_水（t-t₀）求出12min的時(shí)間吸收的熱量，即可得到每分鐘吸收的熱量；兩種液體在同樣的條件下吸熱，與熱源有關(guān)而不會(huì)因比熱容的不同而不同，所以同時(shí)間內(nèi)是一樣的；根據(jù)吸熱時(shí)間的關(guān)系，可知都到達(dá)30℃時(shí)，兩者吸收的熱量是相同的，由此可根據(jù)熱烈的計(jì)算公式Q_油吸=c_油m_油（t-t₀）進(jìn)行變形求解得出．

解答 解：（1）組裝實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，應(yīng)根據(jù)酒精燈及其火焰的高度先固定圖中的A部分，使酒精燈的外焰正好能給燒杯加熱，然后再固定圖中的B部分，這樣可以避免重復(fù)調(diào)整；
（2）在同一個(gè)燒杯中稱(chēng)出質(zhì)量相等的水和煤油，分別加熱相同的時(shí)間，比較水和煤油升高的溫度，得出結(jié)論．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量水與煤油的加熱時(shí)間，需要用到秒表；
（3）由圖乙所示實(shí)驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)用同一燒杯用“水浴法”對(duì)水與煤油同時(shí)加熱，該方案避免兩次加熱，用同一熱源加熱確保在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等；
（4）（1）12min時(shí)，水吸收的熱量為：Q_水吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（30℃-0℃）=12600J
所以6min水吸收的熱量為：Q_水=$\frac{1}{2}$Q_水吸=$\frac{1}{2}$×12600J=6300J；
因同一熱源放熱一樣，故二者在相同時(shí)間吸熱相同，即Q_油=Q_水=6300J；
由Q=cm（t-t₀）得：油的比熱容為：c_油=$\frac{{Q}_{油}}{m（t-{t}_{0}）}$=$\frac{6300J}{0.1kg×（30℃-0℃）}$=2.1×10³J/（kg•℃）．
故答案為：（1）A；確保使用外焰加熱；（2）升高的溫度；秒表；（3）該方案避免兩次加熱，用同一熱源加熱確保在相等時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等；
（4）6300；6300；2.1×10³J/（kg•℃）．

點(diǎn)評(píng) “比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)是熱學(xué)最主要的實(shí)驗(yàn)．此實(shí)驗(yàn)不僅考查學(xué)生對(duì)基本過(guò)程的掌握情況，更進(jìn)一步考查學(xué)生運(yùn)用基本知識(shí)和方法分析問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力．要知道“水浴法”加熱的優(yōu)點(diǎn)．