答案:
解析:
【析解答案】(1)以时间为横轴,温度为纵轴,描点得到如图所示的图像.(2)由图1、图2可计算出污水密度ρ污水=m/V==1.01×103千克/米3由图像AB段可计算污水的比热:Q=P·t=82×10×60焦=4.92×104焦c污水=Q/mΔt=焦/(千克·℃)由图像可知污水的沸点为103℃(3)由于装置密闭,加热过程中,污水上方气压增大,污水沸点升高,因此,污水沸点103℃可能偏大.降低沸点的措施是减小压强,可在装置上开一个小孔,重新加热沸腾,测出常压下污水沸点.
提示:
【思路与方法】本题综合了力学、电学、热学的知识,涉及实验、读取数据、作图,考查的知识点有密度、能量的转化和守恒、比热、压强与沸点的关系及误差分析,信息量大,具有一定的开放性,因此能力要求较高.做好这类题目的关键是要认真审题,正确获取有关信息,并提取相关知识,逐问加以解决.第一问中,要求考生在方格纸中作出实验的温度时间图像,只要选好坐标轴,并在坐标轴上描出相应的点,然后将这些点连接起来,就完成了题目要求.第二问中,要求考生根据实验计算出污水相关物理量或特性,这要求考生必须知道水的特性是什么,知道质量和体积,可以求出什么物理量.这一问是考查比热知识、密度知识以及沸点知识.因为质量和体积可直接读出,所以计算密度比较容易,而比热的计算相对较难.根据公式c=Q/mΔt,其中m是质量,Δt是温度变化,Q是水在温度变化过程中所吸收的热量,这一热量是由电流做功、将电能转化为内能的.因为容器密封隔热,所以电流所做的功全部转化为内能,即有Q=W=Pt.这里要注意的是t的取值,是10分钟,而不是14分钟,因为加热10分钟后,水温达到103℃后温度不再发生变化,说明水不再吸热.第三问是误差分析,水的沸点应为100℃,而实验是103℃,沸点可能偏高.其原因是由于容器密封,使得压强增大,从而沸点升高,只要想办法适当减小压强,就可减小实验误差.