题目内容
将50克、0℃的雪(可看成是冰水混合物)投入到装有450克、40℃水的绝热容器中,发现水温下降5℃.那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪,容器中的水温将又要下降( )
分析:可看成是冰水混合物的0℃的雪熔化成0℃的水需吸收热量,根据热平衡,可知Q放=Q熔化吸+Q吸,然后列出热量关系式,先求出1kg0℃的这种可看成是冰水混合物的雪熔化成0℃的水时随所吸收的热量,最后再根据第二次的Q放=Q熔化吸+Q吸列出关系式即可解答.
解答:解:热水原来的温度t1=40℃,热水和质量50g的冰水混合后的温度为t′=40℃-5℃=35℃,
∵不计热量损失,
∴Q放=Q熔化吸+Q吸1
设1kg0℃的这种可看成是冰水混合物的雪,熔化成0℃的水时需吸收的热量为q熔化,
则第一次,质量为m1、温度为O℃的雪与质量为450g的热水混合后,
cM△t1=m1q熔化+cm1(t′-0℃)
即:4.2×103J/(kg?℃)×0.45kg×5℃=0.05kg×q熔化+4.2×103J/(kg?℃)×0.05kg×35℃
解得:q熔化=4.2×104J
第二次质量为m2、温度为O℃的雪与质量为(M+m1)的热水混合后,水温又要下降的温度为△t,
则:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2[(t′-△t)-0℃]
即:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2(t′-△t)
∴4.2×103J/(kg?℃)×(0.45kg+0.05kg)×△t=0.1kg×4.2×104J/kg+4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(35℃-△t)
解得:△t=7.5℃.
故选B.
∵不计热量损失,
∴Q放=Q熔化吸+Q吸1
设1kg0℃的这种可看成是冰水混合物的雪,熔化成0℃的水时需吸收的热量为q熔化,
则第一次,质量为m1、温度为O℃的雪与质量为450g的热水混合后,
cM△t1=m1q熔化+cm1(t′-0℃)
即:4.2×103J/(kg?℃)×0.45kg×5℃=0.05kg×q熔化+4.2×103J/(kg?℃)×0.05kg×35℃
解得:q熔化=4.2×104J
第二次质量为m2、温度为O℃的雪与质量为(M+m1)的热水混合后,水温又要下降的温度为△t,
则:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2[(t′-△t)-0℃]
即:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2(t′-△t)
∴4.2×103J/(kg?℃)×(0.45kg+0.05kg)×△t=0.1kg×4.2×104J/kg+4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(35℃-△t)
解得:△t=7.5℃.
故选B.
点评:本题考查热平衡方程的应用,能确定第二次使用的热水的质量、知道温度为O℃的雪熔化成温度为O℃的水需要吸收热量,都是本题的关键.
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