Question

小明探究物質熔化和沸騰的實驗如圖甲所示．今把20g某種固體碾碎后放入試管中，插入溫度計，再將試管放在裝有水的燒杯中加熱．根據實驗數據畫出的圖象如圖乙所示．根據圖象回答問題：

（1）這種物質是    （選填“晶體”或“非晶體”）．你判斷的依據：   
（2）這種物質的沸點是    ℃．
（3）實驗中，熱從火焰傳遞給水，卻不會反過來傳遞，說明能量的轉移具有    性．
（4）這種物質的液態比熱容c=3×10³J/，從熔點升高到沸點吸熱    J．實驗結束時，小明發現從開始加熱到實驗結束的10min內消耗酒精約5g．請估算出這種裝置能量的轉化效率約為    %．（酒精的熱值3.0×10⁷J/kg，估算結果保留整數）
（5）小明還發現，液體沸騰的過程中如果撤去酒精燈，試管中液體會繼續沸騰片刻．其原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）晶體在熔化過程中吸收熱量，且溫度保持不變，即晶體有一定的熔點．
（2）如圖乙，物質先吸熱溫度升高，到達熔點，不斷吸熱，溫度保持不變，全部熔化之后，溫度再升高，不斷吸熱，液體的溫度升高，到達沸點，不斷吸熱，溫度不變，完成沸騰過程．
物質在沸騰過程中溫度保持不變，這個不變的溫度是晶體的沸點．
（3）能量的轉化和轉移具有方向性．
（4）利用公式Q=cm（t-t）求從熔點升高到沸點吸收的熱量；由乙圖可知加熱時間，則可求出從開始加熱到實驗結束的10min共吸收的熱量；再利用燃料的熱值公式Q=mq求出燃料完全燃燒放出對熱量；利用效率η=求出這種裝置能量的轉化效率．
（5）沸騰過程需繼續吸熱．
解答：解：（1）這種物質在熔化過程中不斷吸收熱量，溫度保持不變．所以該物質是晶體．
（2）DE段是物質的沸騰過程，沸點為90℃．
（3）實驗中，熱從火焰傳遞給水，卻不會反過來傳遞，說明能量的轉移具有方向性．
（4）由圖知t=50℃，t=90℃，
∴該物質從熔點升高到沸點吸收的熱量Q=cm（t-t）=3×10³J/（kg?℃）×0.02kg×（90℃-50℃）=2400J；
由圖可知該物質從熔點升高到沸點用了2min，從開始加熱到實驗結束共用10min，所以從開始加熱到實驗結束該物質吸收的熱量Q_吸=×24OOJ=12000J，
5g酒精完全燃燒放出的熱量Q_放=mq=0.005kg×3.0×10⁷J/kg=150000J，
這種裝置能量的轉化效率η=×100%=×100%=8%．
（5）液體沸騰的過程中如果撤去酒精燈，試管中液體會繼續沸騰片刻．其原因是燒杯中的水繼續給它加熱．
故答案為：（1）晶體；熔化過程溫度不變；（2）90；（3）方向；（4）2.4×10³；8；（5）燒杯中的水繼續給它加熱．
點評：本題是一道熱學綜合題，關鍵是考查對各知識點的掌握情況．