实验测得1kg某物质温度随时间变化的图象如图所示.已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/(kg?℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初2min内,物质温度升高了40℃,则吸收的热量为 ________J,吸热功率为 ________W.
(2)在t2=6min时,物质处于 ________状态(填“固体”、“液体”或“固液共存”),且仍在 ________(填“吸热”、或“放热”).
(3)试求该物质在液态下的比热容c2.
解:由图可知,∵物体熔化时的温度不变,
∴该物质属于晶体;
(1)在最初2min内,物体处于固态的升温吸热过程,
Q吸=c1m△t1=2.1×103J/(kg?℃)×1kg×40℃=8.4×104J,
该物质的吸热功率:
P=;
(2)∵该物质是晶体,在第2-10min内处于熔化过程,在第2min时,开始熔化,在第10min时,熔化结束,
∴在第6min时物体处于固液共存状态,仍在吸热;
(3)由图可知,物体全部熔化后,在t′=4min=240s内,物体温度升高△t2=40℃,吸收的热量:
Q吸′=Pt′=700W×240s=1.68×105J
∵Q吸′=c2m△t2,
∴.
故答案为:(1)8.4×104,700;
(2)固液共存,吸热;
(3)该物质在液态下的比热容为4.2×103J/(kg?℃).
(1)由图象知,前两分钟物质处于固体状态,知道固态下的比热容,又知道物体的质量,利用吸热公式求吸收的热量;又知道吸热时间,可以计算吸热功率;
(2)由图可知,该物质是晶体,根据晶体熔化条件和规律分析;
(3)由题知,物质从热源吸热的功率恒定不变,可求在第10-14min过程(液态的吸热升温过程)中吸收的热量,又知道物体的质量和温度的变化,利用吸热公式求该物质的比热容.
点评:本题考查了晶体熔化的规律、吸收热量的计算、物体吸热功率的计算,涉及到从温度-时间图象搜集信息并加以利用,知识点多,属于难题.
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