Question

8．小華通過如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置觀察“水的沸騰”
（1）實(shí)驗(yàn)時她在燒杯中加入了100ml溫度為25℃的水，然后用酒精燈加熱．這一過程是通過熱傳遞方式改變水的內(nèi)能的；
（2）加熱一段時間后，觀察到雖然繼續(xù)加熱，但溫度計(jì)的示數(shù)不再上升，它的讀數(shù)是97℃這表明水沸騰時吸熱溫度保持不變．
（3）若已知酒精的熱值為3.0×10⁷J/kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），若酒精燃燒放出的熱量的60%被水吸收，這一過程至少需消耗酒精1.68g．

Answer 1

分析 （1）做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能；
（2）進(jìn)行溫度計(jì)的讀數(shù)時，要認(rèn)清溫度計(jì)的分度值．水沸騰時的特點(diǎn)：吸熱，但溫度保持不變；
（3）線根據(jù)密度公式計(jì)算出水的質(zhì)量，再根據(jù)吸熱公式計(jì)算出水吸收的熱量，再根據(jù)熱效率的計(jì)算公式計(jì)算出酒精放出的熱量，最后根據(jù)熱值的計(jì)算公式計(jì)算酒精的質(zhì)量．

解答 解：（1）用酒精燈加熱試管中的水，這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能；
（2）由圖知，溫度計(jì)的分度值都為1℃，溫度計(jì)的示數(shù)為97℃；雖然繼續(xù)加熱，但溫度計(jì)的示數(shù)不再上升，這說明水沸騰過程中，吸熱溫度保持不變．
（3）因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，所以水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×100×10^-6m³=0.1kg，水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（97℃-25℃）=29240J；
所以酒精燃燒放出的全部熱量Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{29240J}{60%}$=4840J，
所以這一過程需消耗酒精的質(zhì)量m_酒精=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4840J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.00168kg=1.68g．
故答案為：（1）熱傳遞；（2）97；水沸騰時吸熱溫度保持不變；（3）1.68．

點(diǎn)評 此題主要是探究水的沸騰實(shí)驗(yàn)和熱量的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)過程中需要測量溫度，所以有關(guān)溫度計(jì)的讀數(shù)問題也是非常重要的．在做“觀察水沸騰”的實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)能熟練裝配實(shí)驗(yàn)的裝置，掌握水沸騰時的特點(diǎn)．