题目内容

【题目】如图甲,网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”.为破解此中秘密,随州某中学物理小组设计了如图乙模型.设此杯内胆中被封存着300g水,室温20℃;现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一摇,杯内水温迅速降至t1,饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2,若忽略内胆及空间的热能消耗,则t1、t2分别大约为( )

A.50℃,50℃ B.52℃,39.2℃

C.40℃,60℃ D.55℃,55℃

【答案】B

【解析】

试题分析:①已知热水和冷水的质量、比热容以及初温、末温,根据Q=cm(t﹣t0)和Q=cm(t0﹣t)求出求出冷水吸收的热量和热水放出的热量;

②热水放出的热量和凉水吸收的热量相等,再根据Q水吸=Q热水放求出混合后水的温度.

解:

①热水放出的热量:Q=cm(t0﹣t),冷水吸收的热量:Q=cm(t﹣t0);

②假设热水放出的热量全部被凉水吸收,

所以Q=Q

即4.2×103J/(kg℃)×0.2kg×(100℃﹣t1)=4.2×103J/(kg℃)×0.3kg×(t1﹣20℃);

解得t1=52℃.

③速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2

即4.2×103J/(kg℃)×0.3kg×(52℃﹣t2)=4.2×103J/(kg℃)×0.2kg×(t2﹣20℃);

解得t2=39.2℃.

故选B.

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