题目内容
【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)
【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℃。