某校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质

Question

某校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热．他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3.0×107J/kg．加热时酒精灯平均每分钟消耗1.4g酒精．那么请问：（1）图a和图b哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）酒精灯给水加热时，加热效率是多少？（4）试求出沙子的比热容．

Answer 1

（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，
因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，
从公式△t=

Q

cm

可知，沙子温度升得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程．
（2）∵c_水=4.2×10³J/（kg?℃），m_水=200g=0.2kg，△t_水=70℃-20℃=50℃，
∴Q_水吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=42000J．
（3）∵酒精灯平均每分钟消耗1.4g酒精，
∴加热2min时间消耗的酒精为；m=1.4g×2=2.8g=2.8×10^-3kg，
Q_放=mq=2.8×10^-3kg×3.0×10⁷J/kg=8.4×10⁴J．
加热效率：
η=

Q水吸

Q放

×100%=

42000J

8.4×10沙吸

m沙△t沙

=

42000J

0.2kg×230℃

≈0.9×10³J/（kg?℃）．
答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式△t=

Q

cm

可知，沙子温度升得多．
（2）水吸收了42000J的热量．
（3）加热效率为50%；
（4）沙子的比热容为0.9×10³J/（kg?℃）．