Question

實驗測得1kg某物質熔化時溫度隨時間變化的圖象如圖所示．已知該物質在液態下的比熱容c₁=4.2×10³J/，設物質從熱源吸熱的功率恒定不變．在t₂=6min時，物質處于    狀態（固體/液體/固液共存），且仍在    （吸熱/放熱）．在第10～14min內，物質溫度升高了20℃，則吸收的熱量為    J，吸熱功率為    W．該物質在固態下的比熱容c₂為    J/．

Answer 1

【答案】分析：（1）晶體在熔化過程中繼續吸熱，但溫度保持不變，在圖象上表現有一條水平線段；
（2）第10-14min內，該物質處于液態，根據Q吸=c₁m△t可以求出吸收的熱量，然后根據P=可求出吸熱功率；
（3）由圖可知，該物質在0-2min時間內處于固態，由于吸熱功率恒定不變，根據Q=Pt可求出這一段時間內吸收的熱量，然后利用公式c=可以求出固態下的比熱容．
解答：解：該圖象是晶體的熔化圖象，由圖象知，該物質從第2分鐘開始，到第10分鐘結束，這一過程是晶體的熔化過程，在此過程中，物體吸熱溫度不變．在晶體的熔化過程中，物體處于液固共存狀態．第6分鐘時就處于這個過程中．
到了第十分鐘，熔化過程結束，物質全部變為液體，在第10～14min內，
其比熱容c₁=4.2×10³J/（kg?℃）  質量m=1kg   升高的溫度△t=20℃，
由此可以計算出物體吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×20℃=8.4×10⁴J，
吸收這么多的熱量用時t=4分鐘=240s，
由此可以求出吸熱功率：P===350W，
物體在0到2分鐘內的過程中，加熱時間T=2分鐘=120s，
物體吸收的熱量：Q₁=PT=350W×120s=42000J
物體在此過程中為固體，質量m=1kg   溫度的變化△t₁=20℃
所以物體的比熱容c₁===2.1×10³J/（kg?℃）．
故答案為：固液共存；吸熱；8.4×10⁴；350；2.1×10³．
點評：根據物質的熔化或凝固的圖象可以獲取以下信息：該物質是晶體還是非晶體，若是晶體，其熔點或凝固點是多少，熔化或凝固用了多長時間．
由于比熱容是物質的一種特性，此題也可以利用該物質為液體時的比熱容確定該物質為水，進而得到其為固態時的比熱容．