Question

12．（1）從下面的表格提供的信息中，我們可以看出：

	水	酒精	水銀
密度（kg/m3）	1.0×103	0.8×103	13.6×103
比熱容[J/（kg•℃）]	4.2×103	2.4×103	0.14×103
沸點（℃、標準大氣壓下）	100	78	357
凝固點（℃）	0	-117	-39

制作一個能測量北極寒冷氣溫的溫度計，應選擇表中的液體是酒精；如果用三個相同的加熱設備同時對質(zhì)量相等的三種液體加熱，則升溫最快的液體是水銀；如果取質(zhì)量相等的三種液體分別放入三個相同的燒杯中，則液面最高的是酒精．
（2）如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同．

①比較不同燃料的熱值，應選擇甲乙兩圖進行實驗；比較不同物質(zhì)的比熱容，應選擇甲丙兩圖進行實驗；
②某一燒杯中裝中200g 30℃的水，如果水吸收了6.3×10⁴J的熱量，在標準大氣壓下，水溫升高70℃．（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））
③如果②問中是用酒精作為燃燒加熱，至少要燃燒2.1g的酒精（酒精的熱值為3×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）寒冷地區(qū)溫度低，溫度計里面應選擇不易凝固的液體；三個相同的加熱設備，加熱相同的時間，產(chǎn)生的熱量相同；三種質(zhì)量相同的液體吸收的熱量相同，根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t分析；質(zhì)量相同的三種液體，由于密度不同，液體的體積不同，分別放入三個相同的燒杯中，體積大的液面高；
（2）①根據(jù)控制變量法的應用規(guī)則，要比較不同燃料的熱值，必須取不同種類的燃料；要比較不同物質(zhì)的比熱，就要取不同種類的液體；
②利用熱量公式Q=cm△t的變形公式求解水的末溫．需知道在1標準大氣壓下，水溫不能升高到100℃以上；
③已知酒精的燃燒值與酒精燃燒放出的熱量，由Q=mq的變形公式可以求出酒精的質(zhì)量．

解答 解：（1）因為北極寒冷時氣溫非常低，故應選擇凝固點最低的酒精作為溫度計內(nèi)的液體；
用三個相同的加熱設備，同時對質(zhì)量相同的三種液體加熱，三種液體吸收的熱量相同，因為水銀的比熱容最小，水銀溫度升高的最快；
質(zhì)量相同的三種液體，因為酒精的密度最小，所以酒精的體積最大，分別放入三個相同的燒杯中，酒精的液面最高；
（2）①由圖可知，甲、乙兩圖被加熱的液體種類相同、加熱用的燃料的種類不同，可用甲、乙兩圖進行實驗，比較不同燃料的熱值；
由圖可知，甲、丙兩實驗燃料相同，被加熱的液體質(zhì)量相同而種類不同，因此可以用甲、丙兩實驗比較不同物質(zhì)的比熱．
②由Q_吸=cm△t得：
水溫度變化量：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.2kg}$=75℃，
所以t=t₀+△t=30℃+75℃=105℃．
因為在1標準大氣壓下水的沸點是100℃，當水達到100℃后，繼續(xù)加熱水會沸騰，溫度不變，則水溫只能升高到100℃，
即水溫可升高70℃；
③由Q_放=mq得，
完全燃燒酒精的質(zhì)量m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.0021kg=2.1g．
故答案是：（1）酒精；水銀；酒精；（2）甲乙；甲丙；②70；③2.1．

點評 本題考查了學生對熱值概念、比熱容概念的了解與掌握，以及對公式Q_放=mq的掌握和運用，分析時利用好控制變量法是解決本題的關鍵．