Question

【題目】實驗測得1 kg某物質溫度隨時間變化的圖像如圖所示.已知該物質固態時的比熱容為2.1×103 J/ ( kg·℃).假設這種物質從熱源吸熱的功率恒定不變，根據圖像解答下列問題:

(1)在最初2 min內，物質溫度升高了40℃，則它吸收的熱量和吸熱功率分別為多少?

(2)該物質在熔化過程中吸收的熱量是多少?

(3)該物質在液態下的比熱容c2是多少?

Answer 1

【答案】(1) 8.4x104J；700 W.(2) 3. 36 x105J(3) 4.2x103J/(kg·℃)

【解析】

由圖像知道，物體熔化時的溫度保持不變，所以該物質屬于晶體。前兩分鐘物質處于固體狀態，是升溫吸熱過程；

（1）根據題意知道，該物質的質量是：m=1kg，比熱容是：c1 =2.1×103 J/（kg℃），溫度變化是：△t1 =40℃，

所以，該物質此過程吸收的熱量是：Q吸 =c1 m△t1 =2.1×103 J/（kg℃）×1kg×40℃=8.4×104 J；

該物質的吸熱功率是：P=Q吸/t=8.4×104J/120s=700W；

（2）由圖象知道，熔化需要的時間是：t1 =8min=480s，

所以，熔化過程吸收的熱量是：Q1 =Pt1 =700W×480s=3.36×105 J；

（3）由圖像知道，物體全部熔化后，在t′=4min=240s內，物體升高的溫度是：△t2 =40℃，由于吸熱功率恒定不變，所以吸收的熱量是：Q吸′=Pt′=700W×240s=1.68×105 J，

又因為Q吸 ′=c2 m△t2，所以，該物質在液態下的比熱容是：c2 =Q吸′/m△t2=1.68×105J/1kg×40℃=4.2×103 J/（kg℃）。