Question

20．用圖甲所示的實驗裝置探究燒杯內的某種物質熔化時溫度的變化規律．實驗過程中，電熱棒的功率保持恒定．
（1）根據實驗數據描繪出加熱過程中燒杯內物質的溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示，該物質的熔點是0℃．物質在t₂時刻的狀態為固液共存．
（2）比較t₂與t₃時刻的內能，t₃時刻杯內物質的內能較大．
（3）小明認真觀察圖象，發現該物質固態時比熱容小于液體時比熱容（選填“大于”、“小于”或“等于”）．已知燒杯內這種物質的質量為500g，液態時比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）．則它從t₅～t₆時刻需吸熱21000JJ．

Answer 1

分析 （1）晶體在熔化過程中溫度保持不變，具有一定的熔點．其熔化圖象上有一水平線段，對應的溫度就是該晶體的熔點；由上面已知該物質的熔點是0℃，所以t₂時刻物質處于熔化過程中．
（2）晶體在熔化過程中，吸收熱量、內能增加，但溫度保持不變；
（3）根據Q_吸=cm（t-t₀）可知：在吸收的熱量和時間一定時，物體的溫度變化值越大，比熱容就越小
根據公式Q=cm△t求出吸收熱量的多少．

解答 解：（1）由乙圖中圖象可知，從t₁第到t₅這段時間內，隨加熱時間的增加溫度不變，說明這一段時間該物質處于熔化過程，對應的溫度就是該物質的熔點，是0℃；從t₁第到t₅這段時間內，隨該物質處于熔化過程，因此處于固液共存狀態．
（2）從t₂到t₃的時間段，物體要吸收熱量，內能就會增加．
（3）燒杯內物質在相同時間內吸收的熱量相同，在0～t ₁時間里升高的溫度為△t₁=20℃
在t₅～t₆時間里升高的溫度為△t₂=10℃，故△T₁＞△T₂
由Q=cm△t可知，當吸收的熱量和質量都相同時，△t越大比熱容C就越小．所以這種物質固態時的比熱容小于液態時的比熱容．由Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×10℃=21000J．
故答案為：（1）0；固液共存；（2）t₃；（3）小于；21000J．

點評 該題通過圖象考查了晶體的熔化過程，解題的關鍵是理解圖象中每一階段表示的含義及物質的狀態