问题详情:
实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图象如图示,已知物质在固态下的比热容为c1=2.1×103J/(kg•℃).假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初的2min内,物质吸收的热量为多少?
(2)求该物质在液态下的比热容c2.
(3)若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做这种物质的熔化热”用“λ”表示,根据图象信息,计算该物质的熔化热.
【回答】
【考点】热量的计算.
【分析】(1)由图象知,在最初的2min内物质处于固体状态,知道固态下的比热容,又知道物体的质量,可利用吸热公式Q吸=c1m△t可以求出吸收的热量;
(2)知道吸热时间,可利用公式P=求出吸热功率;由图象可知,10min~12min内物质处于液体,由于吸热功率恒定不变,根据Q=Pt可求出这一段时间内吸收的热量,又知道物体的质量和温度的变化,然后利用公式c=求出该物质在液态下的比热容;
(3)质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热,从图象得出某物质全部熔化需要的时间,然后可求出该物质吸收的热量,进一步求出熔化热.
【解答】解:(1)在最初2min内,物体处于固态的升温吸热过程,
∵m=0.5kg,c1=2.1×103J/(kg•℃),△t1=0℃﹣(﹣20℃)=20℃,
∴物质吸收的热量:
Q吸=c1m△t1=2.1×103J/(kg•℃)×0.5kg×20℃=2.1×104J;
(2)该物质的吸热功率:
P===175W,
由图象可知,10min~12min内物质处于液体,在t′=2min=120s内,物体温度升高△t2=10℃,
∵吸热功率恒定不变,
∴吸收的热量为:
Q吸′=Pt′=175W×120s=2.1×104J,
该物质在液态下的比热容:
c2===4.2×103J/(kg•℃);
(3)由图象可知,该物质的熔化时间:
t″=10min﹣2min=8min=480s,
0.5kg该物质吸收的热量:
Q吸″=Pt″=175W×480s=8.4×104J,
该物质的熔化热:
λ=2×8.4×104J/kg=1.68×105J/kg.
答:(1)在最初的2min内,物质吸收的热量为2.1×104J;
(2)该物质在液态下的比热容为4.2×103J/(kg•℃);
(3)该物质的熔化热为1.68×105J/kg.
知识点:比热容
题型:计算题