Question

7．小紅在實驗室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線（如圖所示）．實驗時，冰的質量為0.5kg，相同時間冰和水吸收的熱量相同，冰和水的比熱容分別為2.1×10³J/（kg•℃）和4.2×10³J/（kg•℃）．

（1）冰的熔點0℃，BC段物質的狀態固液共存；
（2）BC段物質吸收的熱量1.68×10⁵J；
（3）CD段水吸收的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）冰在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，冰全部熔化成水，水吸收熱量，溫度升高．
（2）知道冰的質量、比熱、溫度變化，根據Q=cm△t，計算AB段冰化成水吸收的熱量．從加熱時間關系可知道BC段物質吸收的熱量；
（3）在CD段，知道吸收的熱量、質量、溫度變化量，根據Q=cm△t，計算CD段水吸收的熱量．

解答 解：（1）冰在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持0℃不變，所以冰的熔點是0℃；冰在BC段有熔化的，也有未熔化的，所以BC段物質的狀態是固液共存；
（2）AB段冰吸收的熱量：Q₁=c_冰m△t₁=0.5kg×2.1×10³J/（kg•℃）×（0℃-20℃）=2.1×10⁴J．
由圖象知，0.5kg冰從5min到45min全部熔化，需要40min，BC段加熱時間是AB段所用時間的8倍，用同一電熱器加熱，吸收的熱量也是8倍關系，
所以BC段物質吸收的熱量：Q₂=8Q₁=8×2.1×10⁴J=1.68×10⁵J；
（3）由圖象知，水從0℃升高到20℃，水吸收的熱量為：Q₃=c_水m△t₃=0.5kg×4.2×10³J/（kg•℃）×20℃=4.2×10⁴J．
故答案為：（1）0； 固液共存；（2）1.68×10⁵；（3）CD段水吸收的熱量是4.2×10⁴J．

點評 本題主要考查晶體的熔點，晶體的熔化特點，Q=cm△t的計算，知道其中的三個量，求第四個量．