Question

2．在一个标准大气压下将一温度为10℃质量为4.2kg的铁块的温度升高到210℃，需要吸收3.864×10⁵J的热量．然后将其放入一个装有温度为15℃质量为1kg的水的量热器中，最终水的温度将升高76.4℃．[忽略量热器吸热及热损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），c_铁=0.46×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）知道铁块的质量和初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出铁块吸收的热量；
（2）将铁块投入到盛水的量热器中，达到热平衡时，铁块和水的末温度相同，铁块放出的热量等于水吸收的热量，据此进行计算．

解答 解：
（1）铁块吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）
=0.46×10³J/（kg•℃）×4.2kg×（210℃-10℃）
=3.864×10⁵J；
（2）将铁块投入到盛水的量热器中，达到热平衡时，铁块和水的末温度相同，设此时的温度为t₁，
因忽略量热器吸热及热损失时，铁块放出的热量等于水吸收的热量，
所以，Q_水吸=Q_铁放，
即：c_水m_水（t₁-t_0水）=c_铁m_铁（t_0铁-t₁），
代入数据：
4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（t₁-15℃）=0.46×10³J/（kg•℃）×4.2kg×（210℃-t₁），
解得：t₁≈76.4℃．
故答案为：3.864×10⁵；76.4．

点评 本题考查了吸热公式Q_吸=cm△t和热平衡方程的应用，计算时注意温度升高了和升高（△t）与升高到（末温）的区别．