Question

5．李敏在廚房里幫媽媽做飯時發(fā)現(xiàn)：給水和油加熱時，油熱得快而水熱得慢．李敏就想：是不是水和油的吸熱能力不同呢？于是利用水和植物油進行了如下探究，實驗裝置如圖所示．
（1）在兩個相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相同、初溫相同的水和植物油．
（2）用兩個相同的酒精燈對其分別加熱，并用溫度計測出它們在不同時刻的溫度值，記錄的數(shù)據(jù)如表所示．由表中數(shù)據(jù)可知水的吸熱能力強．

加熱時間/min		0	2	4	6	8	10	12
溫度/℃	水	20.0	22.0	24.0	26.1	28.0	30.0	31.9
	植物油	20.0	25.1	30.0	35.0	40.1	44.9	50.0

（3）夏天中午的海邊，李敏發(fā)現(xiàn)沙子很熱甚至感覺有點燙腳，但是海水卻感覺很涼，這是因為：因為沙子的比熱容比海水的比熱容小，吸收相同熱量，相同質(zhì)量的沙子比海水溫度上升高快，所以該同學感到沙子燙腳，海水卻很涼．
（4）物理學中用比熱容這個物理量來表示物質(zhì)的吸熱能力．已知水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），酒精的熱值是3×10⁷J/kg，則50g水從20℃升高到50℃所吸收的熱量全部由酒精燃燒來提供，至少需要完全燃燒0.21g酒精．

Answer 1

分析 （1）（2）我們使用相同的加熱器通過加熱時間的長短來比較吸熱多少，這種方法叫轉化法．
比較物質(zhì)吸熱能力的2種方法：
①使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)升高相同的溫度，比較吸收的熱量（即比較加熱時間），吸收熱量多的吸熱能力強
②使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化小的吸熱能力強；
（3）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低的少；
（4）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
若這些熱量由燃燒酒精來提供，即Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mq求需要酒精的質(zhì)量．

解答 解：（1）在兩個相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相同、初溫相同的水和植物油．
（2）用兩個相同的酒精燈對其分別加熱，由表中數(shù)據(jù)可知，在相同的加熱時間內(nèi)，吸收的熱量相同，水的溫度升高的慢，水的吸熱能力強．
（3）因為沙子的比熱容比海水的比熱容小，吸收相同熱量，相同質(zhì)量的沙子比海水溫度上升高快，所以該同學感到沙子燙腳，海水卻很涼．
（4）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50×10^-3 kg×（50℃-20℃）=6.3×10³J；
由題知，Q_放=m_酒精q=Q_吸=6.3×10³J，
需要酒精的質(zhì)量：
m_酒精=$\frac{{Q}_{吸}}{q}=\frac{6.3×1{0}^{3}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=2.1×10^-4kg=0.21g．
故答案為：（1）質(zhì)量相同；（2）水；（3）因為沙子的比熱容比海水的比熱容小，吸收相同熱量，相同質(zhì)量的沙子比海水溫度上升高快，所以該同學感到沙子燙腳，海水卻很涼；（4）0.21．

點評 本題比較不同物質(zhì)的吸熱能力，考查控制變量法、轉換法的應用和應用水的比熱容大解釋有關現(xiàn)象及熱值公式的運用．