题目内容
【题目】现有完全相同的两高温金属球甲和乙,先将甲投入一杯冷水中,热平衡后水的温度升高了4℃;迅速取出甲球,再将乙球投入这一杯水中,热平衡后又使水的温度升高了3℃.若开始时是将两高温金属球甲和乙一起投入最初的冷水中,不计水的质量变化、状态变化和热量损失,热平衡后会使水的温度升高( )
A. 5.9℃ B. 6.4℃ C. 6.9℃ D. 7.2℃
【答案】B
【解析】分析:完全相同的两高温金属球甲和乙,它们的质量和初温、比热容相同,知道金属球投入一杯冷水中、热平衡后水升高的温度可求水的末温,金属放出的热量和水吸收的热量相等,根据Q=cm△t得出等式,然后联立等式得出答案.
解答:设完全相同的两高温金属球甲和乙的质量为m,初温为t0,比热容为c,
将甲投入一杯冷水中,热平衡后水的温度升高了4℃,则水的末温为t0水+4℃,金属球甲温度的变化量为t0-(t0水+4℃)=t0-t0水-4℃,由Q=cm△t可得:cm(t0-t0水-4℃)=c水m水×4℃----------①迅速取出甲球,再将乙球投入这一杯水中,热平衡后又使水的温度升高了3℃,则水的末温为(t0水+4℃)+3℃=t0水+7℃,金属球乙温度的变化量为t0-(t0水+7℃)=t0-t0水-7℃,由Q=cm△t可得:cm(t0-t0水-7℃)=c水m水×3℃----------② 可得:
=,解得:t0-t0水=16℃,开始时是将两高温金属球甲和乙一起投入最初的冷水中,热平衡后使水的温度升高了△t,则水的末温t0水+△t,两金属球温度的变化量t0-(t0水+△t)=t0-t0水-△t,由Q=cm△t可得:2cm(t0-t0水-△t)=c水m水△t-----------③
可得: =,即=,解得:△t=6.4℃.
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