内容正文:
实验18 探究“不同物质吸热情况”实验(解析版)
【实验目的、方法】
①实验目的:探究不同物质吸热(比热容)情况;
②实验方法:控制变量法、转换法。
【实验器材】
2个相同的酒精灯、烧杯、水、食用油、温度计支、铁架台个、石棉网、火柴、停表。
【器材作用】
①酒精灯:加热;
②烧杯:盛装液体;
③水、食用油:实验对象;
④温度计支:测量液体温度;
⑤石棉网:使液体受热均匀;
⑥停表:测量加热时间。
【实验步骤】
步骤①在两个铁架台的底座上各放一个规格相同的酒精灯,调好铁圈的高度,将石棉网放在铁圈上;
步骤②将盛有等质量的水和食用油的烧杯分别放在石棉网上;
步骤③将两支温度计分别挂在铁架台的支架上,并将玻璃泡全部浸入液体中,读出此时水和食用油的初温度,填入表中;
步骤④点燃酒精灯,同时对水和食用油加热,加热时间均为6分钟,停止加热前分别读出水和食用油的末温度, 填入表中;
步骤⑤整理实验器材。
【实验结论及应用】
质量相同的水和食用油吸收相同的热量,食用油的温度升高的较大。
【实验数据记录】
【实验补充】
1、比热容:
(1)比热容定义:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容。
(2)比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容。比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
2、热量的简单计算
热量的计算:(1)吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
3、“水的比热容较大”的应用:
(1)用水取暖或冷却 (2)用水调节气温
【常考实验问题】如图
1、实验液体的选择:质量相同的不同液体;
2、实验中用 加热时间 表示物质吸热的多少;
3、选择相同的热源目的是:以保证相同加热时间释放的热量相同;
4、进行实验前需要按照 自下而上 (选填“自下而上”、“自上而下”)的顺序组装器材,在确定铁圈和石棉网位置时 需要 (选填“需要”、“不需要”)点燃酒精灯;
5、根据测得的实验数据,我们会得出 水 的吸热能力更强;若要相同质量的水和酒精升高相同的温度, 煤油 所用的时间更短;
6、实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀;
7、使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少;
8、做哪些实验还能用的此实验器材?答:水的沸腾实验;焦耳定律(探究电流产生的热量与哪些因素有关)。
【典例分析】如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)进行实验前需要按照 自下而上 (选填“自下而上”、“自上而下”)的顺序组装器材,在确定铁圈和石棉网位置时 需要 (选填“需要”、“不需要”)点燃酒精灯。
(2)从实验效果考虑,本实验选择 易拉罐 (烧杯/易拉罐)作为盛放液体的容器较好。
(3)两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (液体升高的温度/加热时间)比较。
(4)根据实验绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A (A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B (A/B)升温较高。
(5)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 A (A/B)。
【答案】(1)自下而上;需要;(2)易拉罐;(3)加热时间;(4)A;B;(5)A。
【解答】解:(1)酒精灯需用外焰加热,所以要先放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,且不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此必须按照自下而上的顺序进行;
(2)因金属导热性能好,故以从实验效果考虑,本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好;
(3)根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(4)根据如图乙实验数据绘制的温度与时间的关系图象知,升高相同的温度,A加热时间长,A吸热多,故A的吸热能力强;
由图乙知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时(加热相同时间),B升温较高;
(5)因质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A吸热多,所以A的吸热能力强,在降低相同的温度时,A放热多,供热效果好;故从A或B中选一种液