EJU 2016 年第 1 回 物理 第 7 题

考点
物态变化与潜热
领域
热学
难度
中等
标准答案
④

解析摘要

标准解析

用升温段标定恒定的加热功率

题目没有直接给出加热器功率,但说明单位时间供热恒定。应利用尚未熔化时的升温过程反求功率。研究对象必须包括冰和容器,因为二者温度始终相同,升温时二者都吸热。

  1. 计算从 −20 ∘C-20\,^{\circ}\mathrm{C} 升至 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} 的吸热量

    温度变化为 ΔT=20 K\Delta T=20\,\mathrm{K}。总热容为

    C=C容+mc冰=1.0×103+1.0×2.0×103=3.0×103 J/KC=C_{\text{容}}+mc_{\text{冰}}=1.0\times10^3+1.0\times2.0\times10^3=3.0\times10^3\,\mathrm{J/K}

    。

    因此升温所吸收的热量为 Q=CΔT=6.0×104 JQ=C\Delta T=6.0\times10^4\,\mathrm{J}。升温速率是每分钟 10 K10\,\mathrm{K},故这段过程历时 20/10=2.0 min=120 s20/10=2.0\,\mathrm{min}=120\,\mathrm{s}。

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