题目内容
【题目】由于怕饭菜太烫,来不及冷却而影响小明的早餐,妈妈总是很早就起床了为了让妈妈多睡一会儿,小明就想找到一种让物体快速冷却的方法.为此小明进行如下探究:
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的,而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水.水和空气哪个的导热性能好呢?
为此小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个就放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上,如图所示.实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如表:
时间/min | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
甲的示数/℃ | 80 | 65 | 53 | 42 | 34 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 |
乙的示数/℃ | 80 | 70 | 61 | 53 | 46 | 40 | 35 | 33 | 33 | 33 |
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(1)从表格中的数据可知空气环境的温度约为________ ℃,对甲、乙两个瓶中的牛奶,小明要控制它们哪些量相同?________(至少填一个)
(2)小明通过实验,得到的正确结论是什么?________.
(3)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越________的.
(4)如果有一天你要喝一杯奶茶,可以有两种方法供你选择:
①先将滚烫的热茶冷却5 min,然后加一匙冷牛奶;
②先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5 min;
结合本次探究,你认为方法________的冷却效果更好.
【答案】33℃ 质量和初温 放在水中冷却比在空气中冷却效果要好 慢 ①
【解析】
控制变量法是让某一个相关因素发生变化,观察其对结果的影响;
影响牛奶降低温度的因素很多,比如牛奶的质量、初温等等;
根据表格数据,如果温度计温度越低,说明冷却效果越好;
物体进行热传递时,热量传递的速度与两个物体温度差有关,温度差越大,热量传递的越快;分析哪种方法冷却效果较好。
(1)根据表格数据可知,当温度为33℃时,两温度计不再变化,故环境温度为33℃;与牛奶降温的因素很多,但只能保证其中一个发生改变,所以需要让质量和初温相同;
(2)通过实验数据发现,相同时间内,水中浸泡的牛奶温度较低,说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好;
(3)当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢。这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢了;
(4)热水和环境温差越大,热水降温越快,所以当热奶茶和环境温度差越大时先冷却,然后再放入适量冷牛奶,故①的冷却效果更好。