Question

12．珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，她先把一枚70克的铁钉放入火焰中心加热足够长的时间，然后用一把绝热钳夹住铁钉，立即放入盛有水的绝热容器中，已知绝热容器原来装有92克20℃的水，后来水温不再升高后，测得水温为80℃．（铁的比热容0.46×10³J/（kg•℃））求：
（1）水升温过程中吸收的热量．
（2）火焰中心的温度．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）火焰中心的温度，即铁球的初温；水吸收的热量等于铁球放出的热量，又知铁的比热、质量和终温，便可以求出铁球的初温，即火焰中心的温度．

解答 解：m_水=92g=0.092kg，m_钉=70g=0.07kg；
（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t_水0）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.092kg×（80℃-20℃）
=23184J；
（2）由题知，容器绝热，则铁钉放出的热量：
Q_放=c_铁m_铁（t_铁0-t）=Q_吸=23184J，
0.46×10³J/（kg•℃）×0.07kg×（t-80℃）=23184J，
解得：
t_铁0=800℃．
即：火焰中心的温度是800℃．
答：（1）水升温过程中吸收的热量为23184J；
（2）火焰中心的温度800℃．

点评 本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用，计算时要弄清楚水、铁块的初温和末温．