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物理考题:某物理探究小组学习关于比热容的知识后.结合生活经验.提出了疑

2024-01-14 12:35:18信息公告298

某物理探究小组学习关于比热容的知识后,结合生活经验,提出了疑问:质量相同的不同液体沸腾变为气体时吸收的热量是否相同呢?7Ye物理好资源网(原物理ok网)

(1)通过查找资料,他们知道为了表示液体的这种性质,物理学中引入了汽化热这个物理量.仿照比热容的定义,可知:________在标准大气压下沸腾汽化成同温度的气体时________,叫做这种液体的汽化热.用字母L表示.其定义式为________.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

(2)通常情况下,同种液体在不同温度下的汽化热是不同的.他们设计了如图所示的装置,可以用来测定100℃时水的汽化热.该装置的测量原理是:用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾,用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量,同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流,根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热L.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的,该组同学实验时测量了两组数据,如下表所示:7Ye物理好资源网(原物理ok网)

电压/V电流/A时间/s水的初质量/g水的末质量/g
第一组2013007068
第二组4023007060
①试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

②根据以上数据,求水的汽化热L.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

③针对此实验提出一些减少实验误差的措施.

试题答案

解:(1)单位质量的某种液体吸收的热量;L=;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

(2)①该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变.因为加热功率发生改变后,水温并不会改变,与周围环境的温度差也就不变,而其他的条件也都未发生变化,所以散热功率不会发生变化.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

②由能量守恒定律可知:Pt=Pt+Q=Pt+△mL7Ye物理好资源网(原物理ok网)

即U1I1t1=Pt1+△m1L7Ye物理好资源网(原物理ok网)

U2I2t2=Pt2+△m2L7Ye物理好资源网(原物理ok网)

代入数据得:20V×1A×300s=P×300s+(70g-68g)×L7Ye物理好资源网(原物理ok网)

40V×2A×300s=P×300s+(70g-60g)×L7Ye物理好资源网(原物理ok网)

解之:L=2.25×106J/kg;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

③增大加热功率(或电压)、增大汽化水的质量、换用更保温的容器(减少散热功率)、适当增大环境温度、减小测量时间、多测几组数求平均值等.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)单位质量的某种液体;吸收的热量;L=;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

(2))①该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变.因为加热功率发生改变后,水温并不会改变,与周围环境的温度差也就不变,而其他的条件也都未发生变化,所以散热功率不会发生变化.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

②水的汽化热L为2.25×106J/kg;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

③增大加热功率(或电压)、增大汽化水的质量、换用更保温的容器(减少散热功率)、适当增大环境温度、减小测量时间、多测几组数求平均值等.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)比热容是指:单位质量的某种物质,升高或降低单位温度时吸收或放出的热量;类比比热容的定义,即可得出“汽化热”的定义.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

(2)①分析表中信息,根据P=UI得出加热功率的是否发生变化,根据水温的改变确定散热功率是否发生改变;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

②根据能量守恒列出等价关系式,解之即可;7Ye物理好资源网(原物理ok网)

③根据加热功率、水的质量、环境温度、加热时间、多次测量求平均值等方面进行分析即可.7Ye物理好资源网(原物理ok网)

点评:此题主要考查的是比热容的定义和热量的相关计算,同时类比比热容引入了新定义“汽化热”,考查了同学们知识迁移、举一反三的能力.7Ye物理好资源网(原物理ok网)