题目内容

用温度为t1=30℃的水注满一个容积为0.3升的小茶杯,水温每下降1℃,需要5分钟,为了使水的温度不下降,从热水龙头不断向杯中滴入45℃的水,若每滴水的质量为0.2克,为了使茶杯中的水温保持不变,每分钟需滴入________滴水.(说明:①茶杯不参与吸放热;②可认为热平衡进行得非常快,多余的水从茶杯溢出;③周围空气的温度为20℃)

20
分析:解决此题关键是利用热平衡方程,即Q=Q,这样茶杯内水的温度就不会改变.
解答:已知小茶杯,水温每下降1℃,需要5分钟,所以要让水温不变,那么茶杯内的水应该吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×1℃=1.26×103J;
一滴热水降到30℃释放的热量Q′=cm′△t′=4.2×103J/(kg?℃)×0.2×10-3kg×15℃=12.6J;
那么5min内需要滴入热水的滴数为n==100,
所以每分钟需要滴入=20滴热水;
故答案为:20.
点评:解决此类问题要结合热量公式及热平衡进行分析计算.
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