Question

（2012?和平區模擬）某物理探究小組學習關于比熱容的知識后，結合生活經驗，提出了疑問：質量相同的不同液體沸騰變為氣體時吸收的熱量是否相同呢？
（1）通過查找資料，他們知道為了表示液體的這種性質，物理學中引入了汽化熱這個物理量．仿照比熱容的定義，可知：

單位質量的某種液體

在標準大氣壓下沸騰汽化成同溫度的氣體時

吸收的熱量

，叫做這種液體的汽化熱．用字母L表示．其定義式為

L=

Q吸

m

．
（2）通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的．他們設計了如圖所示的裝置，可以用來測定100℃時水的汽化熱．該裝置的測量原理是：用電壓可調的電加熱器使玻璃容器內的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質量，同時測量所用的時間及在該段時間內電加熱器的電壓和電流，根據相關的數據和能量守恒關系即可求出水的汽化熱L．
由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學實驗時測量了兩組數據，如下表所示：

	電壓/V	電流/A	時間/s	水的初質量/g	水的末質量/g
第一組	20	1	300	70	68
第二組	40	2	300	70	60

①試簡單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變．
②根據以上數據，求水的汽化熱L．
③針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施．

Answer 1

分析：（1）比熱容是指：單位質量的某種物質，升高或降低單位溫度時吸收或放出的熱量；類比比熱容的定義，即可得出“汽化熱”的定義．
（2）①分析表中信息，根據P=UI得出加熱功率的是否發生變化，根據水溫的改變確定散熱功率是否發生改變；
②根據能量守恒列出等價關系式，解之即可；
③根據加熱功率、水的質量、環境溫度、加熱時間、多次測量求平均值等方面進行分析即可．

解答：解：（1）單位質量的某種液體吸收的熱量；L=

Q吸

m

；
（2）①該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．因為加熱功率發生改變后，水溫并不會改變，與周圍環境的溫度差也就不變，而其他的條件也都未發生變化，所以散熱功率不會發生變化．
②由能量守恒定律可知：P_電t=P_散t+Q_吸=P_散t+△mL
即U₁I₁t₁=P_散t₁+△m₁L
U₂I₂t₂=P_散t₂+△m₂L
代入數據得：20V×1A×300s=P_散×300s+（70g-68g）×L
40V×2A×300s=P_散×300s+（70g-60g）×L
解之：L=2.25×10⁶J/kg；
③增大加熱功率（或電壓）、增大汽化水的質量、換用更保溫的容器（減少散熱功率）、適當增大環境溫度、減小測量時間、多測幾組數求平均值等．
故答案為：（1）單位質量的某種液體；吸收的熱量；L=

Q吸

m

；
（2）①該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．因為加熱功率發生改變后，水溫并不會改變，與周圍環境的溫度差也就不變，而其他的條件也都未發生變化，所以散熱功率不會發生變化．
②水的汽化熱L為2.25×10⁶J/kg；
③增大加熱功率（或電壓）、增大汽化水的質量、換用更保溫的容器（減少散熱功率）、適當增大環境溫度、減小測量時間、多測幾組數求平均值等．

點評：此題主要考查的是比熱容的定義和熱量的相關計算，同時類比比熱容引入了新定義“汽化熱”，考查了同學們知識遷移、舉一反三的能力．