Question

【題目】如圖所示是小李同學在完成“探究水的沸騰”實驗的實驗圖像。求：

（1）已知實驗時，水的質量為100g，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），則從實驗第10分鐘到第20分鐘，水吸收的熱量為多少？

（2）已知該實驗使用酒精燈加熱，酒精燈每分鐘消耗酒精為0.056g，酒精的熱值為3.0×107J/kg，則從實驗第10分鐘到第20分鐘的過程中對被加熱的水而言，酒精燈的效率約為多少？

（3）愛動腦的小李查閱資料后發現了一個新的物理量----汽化熱，它是指單位質量的液態物質變成同溫度的氣態物質所需吸收的熱量。小李想在此基礎上粗略測量水的汽化熱。由圖可知，從第20分鐘起，水開始沸騰，水迅速汽化成同溫度的水蒸氣，至25分鐘停止加熱，測得水的質量還剩99g，則水的汽化熱λ是多少J/Kg?（不考慮沸騰前蒸發掉的水，整個過程酒精燈的效率不改變）

Answer 1

【答案】（1）4.2×103J （2）25% （3）2.1×106 J/kg

【解析】

試題分析：（1）從實驗第10分鐘到第20分鐘，水的溫度升高10℃，則水吸收的熱量為

Q吸=cm△t=4.2×103J／（kg·℃）×0.1 kg×10℃=4.2×103J。

（2）從實驗第10分鐘到第20分鐘的過程中，酒精完全燃燒放出的熱量為

Q放=qm=3.0×107J/kg×0.056×10-3kg×10=1.68×104J；

則從實驗第10分鐘到第20分鐘的過程中對被加熱的水而言，酒精燈的效率約為

η=（ Q吸/Q放） ×100%=（4.2×103J /1.68×104J） ×100%=25%。

（3）愛動腦的小李查閱資料后發現了一個新的物理量----汽化熱，它是指單位質量的液態物質變成同溫度的氣態物質所需吸收的熱量。小李想在此基礎上粗略測量水的汽化熱。由圖可知，從第20分鐘起，水開始沸騰，水迅速汽化成同溫度的水蒸氣，至25分鐘停止加熱，測得水的質量還剩99g，則水的汽化熱λ是多少J/Kg?（不考慮沸騰前蒸發掉的水，整個過程酒精燈的效率不改變）

從第20分鐘起至25分鐘停止加熱的過程中，酒精完全燃燒放出的熱量為

Q放/=qm=3.0×107J/kg×0.056×10-3kg×5=0.84×104J；

水迅速汽化成同溫度的水蒸氣吸收的熱量為Q吸/= Q放/×25%=0.84×104J×25%=0.21×104J；

則水的汽化熱λ= Q吸//m=0.21×104J/（100-99）10-3kg=2.1×106 J/kg。