实验测得lkg某物质温度随时间变化的图象如图所示．已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图象解答下列问题：（1）在最初2rmin内，物

Question

实验测得lkg某物质温度随时间变化的图象如图所示．已知该物质在固态下的比热容c₁=2.1×10³J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图象解答下列问题：
（1）在最初2rmin内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为多少焦？吸热功率为多少瓦？
（2）求该物质在熔化过程中吸收的热量是多少？
（3）求该物质在液态下的比热容c₂是多少？

Answer 1

由图可知，∵物体熔化时的温度不变，∴该物质属于晶体；
（1）在最初2min内，物体处于固态的升温吸热过程，
∵m=1kg，c₁=2.1×10³J/（kg•℃），△t₁=40℃，
∴吸收的热量为：Q_吸=c₁m△t₁=2.1×10³J/（kg•℃）×1kg×40℃=8.4×10⁴J；
而t=2min=120s，
∴该物质的吸热功率：P=(Q吸)/(t)=(8.4×104J)/(120s)=700W．
（2）由图象可知，熔化需要的时间t₁=8min=480s，
熔化过程吸收的热量：Q₁=Pt₁=700W×480s=3.36×10⁵J；
（2）由图可知，物体全部熔化后，
在t′=4min=240s内，物体温度升高△t₂=40℃，
而吸热功率恒定不变，
∴吸收的热量为：Q_吸′=Pt′=700W×240s=1.68×10⁵J，
又∵Q_吸′=c₂m△t₂，
∴c₂=(Q吸′)/(m△t2)=(1.68×105J)/(1kg×40℃)=4.2×10³J/（kg•℃）．
答：（1）则吸收的热量为8.4×10⁴J，吸热功率为700W．
（2）该物质在熔化过程中吸收的热量是3.36×10⁵J．
（3）该物质在液态下的比热容c₂为4.2×10³J/（kg•℃）．