泰州城区某中学“STS”小组的同学为了研究通扬河水质,采集了如图甲所示的河水样品,同学们正确地用天平并借助于量筒测量了河水样品的质量,两次测量结果如图乙(a)(b)所示,然后将河水样品倒入图丙所示的密闭隔热装置中,用恒定功率为80W的电热器加热(不计热损失)测出图丁表格的数据.(外面气压为1标准大气压)
问:(1)表格中哪一组数据是错误的记录?改正后应为多少?
(2)根据题目中所给出的图和表格中的数据,经过必要的计算,可求出能反映河水性质的哪两个物理量?(要求写出计算过程)
(3)与反映纯水性质的相关物理量相比,通扬河水质发生变化的可能原因是什么?(说明两点)
(4)在图丁的坐标纸中作出实验的温度随时间变化的图象.
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
温度/℃ | 23 | 39 | 55 | 61 | 87 | 103 | 103 | 103 |
解:
(1)∵电热器加热时,相同的时间内电流做的功相同,
∴不计热损失时,河水吸收的热量相同,
根据Q吸=cm△t可知,河水温度的变化量相同,由表格中的信息可知△t=16℃,故第4组数据有错,其温度应为71℃;
(2)由甲乙两图可知:
河水的体积V=150ml=150cm3;
空容器的质量为20g+20g+1g=41g,河水和容器的总质量为20g+20g+50g+100g+4g=194g,河水的质量m=194g-41g=153g;
①河水的密度为ρ===1.02g/cm3;
②2min电流做的功:
W=Pt=80W×2×60s=9600J,
根据Q吸=cm△t可得:
河水的比热容c===≈3.92×103J/(kg?℃);
(3)与反映纯水性质的相关物理量相比,通扬河水质发生变化的可能原因是:①含泥沙;②污染;
(4)根据表格中的实验数据,在坐标格中以横坐标为时间,纵坐标为温度,然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度,最后将各点用直线连接起来,得到温度随时间的变化的图象,如下图所示:
答:(1)第4组数据有错,其温度应为71℃;
(2)能反映河水性质的量有:河水的密度为1.02g/cm3;比热容约为3.92×103J/(kg?℃);
(3)通扬河水质发生变化的可能原因是①含泥沙;②被污染;
(4)图象如上图所示.
(1)电热器加热时,相同的时间内电流做的功相同,不计热损失时河水吸收的热量相同,根据Q吸=cm△t可知,河水温度的变化量相同,据此进行解答;
(2)由甲乙两图得出河水的质量和体积,根据密度公式求出河水的密度;根据W=Pt求出2min电流做的功,再根据Q吸=cm△t求出河水的比热容;
(3)河水与纯水的密度和比热容不同,可以从含沙量和被污染等方面进行解答;
(4)利用描点法做出温度随时间变化的图象.
点评:本题考查了量筒和托盘天平的读书以及密度公式、吸热公式、电功公式的灵活应用等,关键是根据表格得出相关的信息.
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