题目内容
【题目】由于怕饭菜太烫,来不及冷却而影响小明的早餐,妈妈总是很早就起床了.为了让妈妈多睡一会儿,小明就想找到一种让物体快速冷却的方法.为此小明进行了如下的探究.
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的,而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水.水和空气哪个的导热性能好呢?为此小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个就放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上.如图1所示.
实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如表:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
甲的示数/℃ | 70 | 60 | 53 | 47 | 42 | 39 | 37 | 35 | 34 | 33 |
乙的示数/℃ | 70 | 66 | 61 | 58 | 55 | 52 | 50 | 48 | 46 | 44 |
(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶,小明要控制它们哪些量相同?; .
(2)小明通过实验,得到的正确结论是什么?;
(3)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越的.小明想用“冷却速度”(用字母V代表)来定量表示冷却的快慢程度,请你给物理量下个定义:叫做冷却速率.
(4)小明又仔细分析了冷却速度变小的原因,认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到的影响.
(5)根据(4)中的分析,小明终于找到了一个用水使物体快速冷却的办法,并且举一反三,明白了工业生产中使用流水喷淋法冷却高温物体的好处:①;② .
【答案】
(1)质量;初温
(2)放在水中冷却比在空气中冷却效果要好
(3)慢;相同时间内下降的温度
(4)水温
(5)可以使高温物体各部分均匀冷却;冷却水可以通过流动散热,起到更好的冷却作用
【解析】解:与牛奶降温的因素很多,但只能保证其中一个发生改变,所以需要让质量和初温相同.
通过实验数据发现,相同时间内,水中浸泡的牛奶温度较低,说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好.
当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢.这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢了.
使用图中装置有许多好处,可以使高温物体各部分均匀冷却,冷却水可以通过流动散热,起到更好的冷却作用.所以答案是:(1)质量,初温.(2)放在水中冷却比在空气中冷却效果要好.(3)慢,相同时间内下降的温度.(4)水温.(5)①可以使高温物体各部分均匀冷却.②冷却水可以通过流动散热,起到更好的冷却作用.
【考点精析】本题主要考查了热传递改变物体内能的实质的相关知识点,需要掌握物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小才能正确解答此题.
【题目】学校组织学生到狼牙山山脚下一农庄进行社会实践活动,小丽携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表所示),爱探究的小丽通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为96℃,测出当地水的温度为26℃,[水的比热容为4.2×103J/(kg℃),锅的比热容为0.8×103J/(kg℃)]
品名 | 便携式丁烷气炉 | 质量 | 1.88kg(不含气瓶) |
型号 | WZL﹣168﹣A | 尺寸 | 343×284×113mm |
用途 | 野外用 | 点火方式 | 电子点火 |
使用燃气 | 液化丁烷气 | 燃气消耗量 | 200g/h |
气瓶规格(尺寸/容量) | ||||
品名 | 总质量 | 净质量 | 主要成份 | 热值 |
神州 | 354g | 250g | 丁烷 | 9×107J/kg |
(1)完全燃烧0.3kg的丁烷气体可以放出多少J的热量?
(2)需多少J的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高60℃?
(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.2h,这样能够把质量为多少kg的水烧开?(最后结果保留1位小数).