Question

单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸收的热量，叫做这种液体的汽化热．通常情况下，同种液体在不同温度下的汽化热是不同的．某课外活动小组设计了如图所示的装置，可以用来测定100℃时水的汽化热．该装置的测量原理是：用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量，同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流，根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热λ．由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的，该组同学实验时测量了两组数据，如下表所示：

	电压/V	电流/A	时间/s	水的初质量/g	水的末质量/g
第一组	20	1	300	70	68
第二组	40	2	300	70	60

（1）试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变．
（2）根据以上数据，求水的汽化热λ
（3）针对此实验提出一些减少实验误差的措施．

Answer 1

分析：（1）因为，不论热功率大小，只要是使水沸腾，水的温度就保持在沸点，与外界温度差无关，所以，该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．
（2）根据表中的电压、电流和时间求出电流做的功也就是水吸收的热量，有水的初质量和末质量可求出汽化的水的质量，用水吸收的热量除以汽化的水的质量就是水的汽化热．
（3）可以再多测几组数据取平均值，减小误差．

解答：解：（1）因为只要水沸腾，水的温度就保持在沸点，与外界温度差无关，所以，该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．
（2）根据第一组数据，水吸收的热量：Q=W=UIt=20V×1A×300s=6000J，
汽化的水的质量：m=2g，
λ₁=

Q

m

=

6000J

2g

=3000J/g，
根据第二组数据，水吸收的热量：Q′=W′=U′I′t=40V×2A×300s=24000J，
汽化的水的质量：m=10g，
λ₂=

Q′

m′

=

24000J

10g

=2400J/g，
水的汽化热：λ=

λ1+λ2

2

=

3000J/g+2400J/g

2

=2700J/g．
（3）可以改变水的质量和加热时间再多测几组数据取平均值，减小误差．
答：（1）因为只要水沸腾，水的温度就保持在沸点，与外界温度差不变，所以，该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．
（2）水的汽化热λ为2700J/g．
（3）改变水的质量和加热时间再多测几组数据取平均值．

点评：本题考查了电功率和电功的计算，比较基本，难度不大；关于水的汽化热学生可能比较陌生，通过本题可以考查学生接受新知的能力，是一道好题．