Question

13．在探究不同物質比熱容的實驗中，小明做了如圖甲所示的實驗：在兩個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈分別對其加熱．

（1）實驗中選用相同的酒精燈加熱，可以認為相同時間內水和沙子吸收的熱量相同；
（2）在實驗中通過觀察溫度計示數的變化來比較水和沙子的吸熱本領；
（3）小明同學這一實驗方案中存在的不足是由于沙子受熱不均勻，用沙子與水探究不同物質比熱不妥，你的改進的方法是應選用其它液體，如煤油、酒精等；
（4）小明同學記錄相關數據，并繪制出如圖乙所示的圖象．水與沙子的比熱容之比為4：1（不計熱量損失）

Answer 1

分析 （1）用相同的酒精燈加熱，加熱時間相同，物體吸收的熱量相同；
（2）根據Q=cm△t可知，質量相同的不同物質，吸收相同的熱量，升高的溫度不同；
（3）不同物質傳到熱量的性能不同；
（4）根據圖象讀出水加熱10min溫度的變化量和沙子加熱10min溫度的變化量，此時Q_水=Q_沙子，根據Q=cm△t求出水和沙子比熱容的關系．

解答 解：（1）選用相同的酒精燈、加熱相同的時間目的是使水與沙子吸收的熱量相等；
（2）加熱后，水和沙子的溫度不相同，可以通過觀察溫度計示數變化的多少來比較水和沙子吸熱本領的大小；
（3）水和沙子相比較，水的導熱性能好，加熱過程中水溫變化差異小；沙子的導熱性能弱，加熱過程中上下沙子溫度差異較大．由于沙子受熱不均勻，用沙子與水探究不同物質比熱不妥；應選用其它液體，如煤油、酒精等；
（4）由圖可知，在加熱10min后，水升高的溫度為△t_水=20℃-10℃=10℃，沙子升高的溫度為△t_沙=50℃-10℃=40℃；由于水和沙子的質量相同，吸收的熱量也相同，則：c_水m_水△t_水=c_沙m_沙△t_沙，則$\frac{{c}_{水}}{{c}_{沙}}$=$\frac{△{t}_{沙}}{△{t}_{水}}$=$\frac{40℃}{10℃}$=4：1．
故答案為：（1）吸收的熱量；（2）溫度計示數的變化；（3）由于沙子受熱不均勻，用沙子與水探究不同物質比熱不妥；應選用其它液體，如煤油、酒精等；（4）4：1．

點評 此題考查比較水和沙子吸熱能力的實驗方法、控制變量法的應用以及熱島效應的形成原因和改進措施．