Question

12．小明為了探究太陽(yáng)光的輻射情況，分別用水和細(xì)沙做實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)不計(jì)熱量損失．
[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），細(xì)沙的比熱容為0.92×10³J/（kg•℃）]，試求：
（1）用一底面積為0.1m²的方形水槽裝了6kg水，在中午的太陽(yáng)光下照射25min，水的溫度升高了5℃．水吸收的熱量是多少？
（2）設(shè)每平方米水面上、平均每分鐘太陽(yáng)輻射的熱量為N，則N是多少？
（3）將水槽中的水倒掉，然后平鋪上6kg的細(xì)沙，在中午的太陽(yáng)光下照射23min，細(xì)沙的溫度能升高多少？

Answer 1

分析 （1）利用Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）利用N=$\frac{Q}{S•t}$求出太陽(yáng)輻射的熱量；
（3）先求出沙子接收的能量，再利用△t=$\frac{Q}{cm}$求出細(xì)沙的溫度升高．

解答 解：（1）用一底面積為0.1m²的方形水槽裝了6kg水，在中午的太陽(yáng)光下照射25min，水的溫度升高了5℃．水吸收的熱量是：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×6kg×5℃=1.26×10⁵J；
（2）設(shè)每平方米水面上、平均每分鐘太陽(yáng)輻射的熱量為N，則N=$\frac{Q}{S•t}$=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{0.1{m}^{2}×25min}$=5.04×10⁴J/（m²•min）；
（3）細(xì)沙接收的能量為：Q′=N•S•t=5.04×10⁴J/（m²•min）×0.1m²×23min=115920J
細(xì)沙溫度能升高△t′=$\frac{Q′}{c′•m′}$=$\frac{115920J}{0.92×1{0}^{3}J/（kg•℃）×6kg}$=21℃
答：（1）用一底面積為0.1m²的方形水槽裝了6kg水，在中午的太陽(yáng)光下照射25min，水的溫度升高了5℃．水吸收的熱量是1.26×10⁵J；
（2）設(shè)每平方米水面上、平均每分鐘太陽(yáng)輻射的熱量為N，則N是5.04×10⁴J/（m²•min）；
（3）將水槽中的水倒掉，然后平鋪上6kg的細(xì)沙，在中午的太陽(yáng)光下照射23min，細(xì)沙的溫度能升高21℃．

點(diǎn)評(píng) 該題主要考查學(xué)生對(duì)于熱量計(jì)算的理解和掌握，熟知公式是解題關(guān)鍵．