Question

15．小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，水温约为10℃，热奶的温度约为45℃，同时，他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况，并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线，如图甲是用水来冷却热牛奶的示意图，图乙是记录牛奶、水温度随时间变化的图（c_水=4.2×10³J/kg•℃）
（1）图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是Ⅰ（填写“Ⅰ”或“Ⅱ”）图中A点的物理意义是牛奶和水混合温度，混合温度是18℃
（2）若水的质量为1.5kg，在这个过程中水吸收的热量是5.04×10⁴J
（3）小明同学想根据图形分析“牛奶和水的比热容谁大”，请问他不能（选填“能”或“不能”）达到目的，请简单说明，理由是牛奶的质量小于水的质量
（4）参考小明同学记录的数据，如果你要喝一杯奶咖，可以有两种方法供你选择：
①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶
②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min
你认为方式①的冷却效果较好．

Answer 1

分析 （1）由于是用水来冷却热牛奶，水吸热、温度升高，牛奶放热、温度降低，据此确定哪个是表示热牛奶温度随时间变化的曲线；最后达到热平衡时，温度不变；
（2）由图得出水升高的温度，再利用Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（3）要比较水和牛奶的比热容大小，必须使奶和水的质量相同，并且同样受热、放热，然后比较温度的变化情况．据此分析回答．
（4）温度自然降低的规律是先快后慢，一杯热奶咖啡冷却时，开始时温度自然降低的快，不需要加冷牛奶．

解答 解：
（1）因为是用水来冷却热牛奶，所以水的温度升高，牛奶的温度下降，所以“I”是表示热牛奶温度随时间变化的曲线；
图中A点的物理意义是牛奶和水混合温度，混合温度是18℃；
（2）水升高的温度△t=18℃-10℃=8℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×8℃=5.04×10⁴J
（3）若要比较水和牛奶的比热容大小，必须使奶和水的质量相同，并且同样受热、放热，然后比较温度的变化情况．在此题中牛奶的质量小于水的质量，所以不能达到目的．
（4）由图线“Ⅰ”可知高温物体温度自然降低的规律是先快后慢，一杯热奶咖啡冷却时，开始时温度自然降低的快，不必加冷牛奶，5min后在温度降低比较缓慢的时候再加一匙冷牛奶，效果会比一开始就加冷牛奶到热咖啡中好一些．方式①的冷却效果较好．
故答案为：
（1）I；牛奶和水混合温度，混合温度是18℃；
（2）5.04×10⁴；
（3）不能；牛奶的质量小于水的质量；
（4）①．

点评 本题考查了图线分析、求水的初末温度、求水吸收的热量，分析清楚图象、由图象求出相关温度是正确解题的关键，掌握基础知识、应用热量公式即可正确解题．