题目内容

质量相等的甲、乙两金属块,其材质不同.将它们放入沸水中,一段时间后温度达到100℃,然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中,使冷水升温,第一种方式:先从沸水中取出甲,将其投入冷水,当达到热平衡后将甲从杯中取出,测得水温升高20℃;然后将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,测得水温又升高20℃;第二种方式:先从沸水中取出乙投入冷水,当达到热平衡后将乙从杯中取出;然后将甲从沸水中取出,投入这杯水中,再次达到热平衡.则在第二种方式下,这杯冷水温度升高________40℃(选填“不足”、“超过”或“等于”).

等于
分析:根据Q=Q和Q=cm(t-t0)列出金属块不同方式下的热量表达式,然后得出关于温度的代数式,即可解答.
解答:设冷水的温度为t0,甲投入冷水后放热Q=cm(100℃-20℃-t0),水吸收的热量为Q=cm20℃,
∵不考虑热传递过程热量的损失,则有Q=Q
∴cm(100℃-20℃-t0)=cm20℃,
即:=-----------------------①
乙投入冷水后放热Q′=Cm(100℃-20℃-20℃-t0),水吸收的热量仍为Q=Cm20℃,
同理则有:=-----------------②
第二种方式:
设乙投入冷水热平衡后,水温为t1,甲投入冷水热平衡后的水温为t2,则有:
cm(100℃-t1)=cm(t1-t0),
即:=---------------------③
cm(100℃-t2)=cm(t2-t1),
即:=---------------------④
综合①②③④式,解得t2-t0=40℃
故答案为:等于.
点评:本题需要假设的量和列出的计算等式有点多,需要认真分析需要假设的量,由于冷水的初温设为t0,计算过程比较繁杂,如果我们把t0设为0℃,则解题过程大大地简化了.
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