Question

【题目】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，某物理小组设计了如图模型。设此模型杯内胆中封存着300g水，此时室温20℃；现向杯中倒入100℃开水，摇一摇，热平衡后杯内水温迅速降至52℃。(忽略整个过程中内胆及空间的热损失)。

求：（1）封存的水吸收的热量？

（2）杯中倒入水的质量为多少？

（3）迅速将杯内水倒掉，迅速将200g室温的煤油倒入该杯，热平衡后，煤油的温度可升至多少？（煤油的比热容为水的一半）

Answer 1

【答案】（1）4.032×104J； （2）0.2kg； （3）44℃

【解析】

试题分析：（1）封存的水吸收的热量Q吸=cm1Δt1=4.2×103J／(kg·℃)×0.3kg×32℃=4.032×104J ；（2）杯中倒入水的质量为m2=Q吸/cΔt2=4.032×104J/[4.2×103J／(kg·℃)×48℃]=0.2kg；（3）设热平衡后，煤油的温度可升至t3，则吸热等于放热，所以有c煤油m煤油（t3-20℃）=c水m水（52℃-t3），代入数据可解得t3=44℃。