Question

3．质量为100g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出，立即投入质量为250g、温度为20℃的水中，水的温度最后升高到60℃，求炉子的温度．[假设无热量损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），c_铁=0.46×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量和水的初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）不计热量损失，水吸收的热量和铁块放出来的热量相等，知道铁块的质量、初温以及比热容，根据Q_放=cm（t₀-t）求出铁块的初温即为火炉的温度．

解答 解：水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t_水-t_0水）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.25kg×（60℃-20℃）
=4.2×10⁴J；
由题知，铁块放出的热量完全被水吸收，铁块放出的热量：
则Q_放=Q_吸=4.2×10⁴J，
由Q_放=cm（t₀-t）可得，火炉的温度：
t_0火炉=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{铁}{m}_{铁}}$+t₀=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.1kg}$+60℃≈973℃．
答：火炉的温度为973℃．

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．