Question

16．工人师傅为了测量锅炉内温度，他将质量1000g的铁钉放在锅炉内，一段时间后，取出来迅速放到质量为5kg 20℃的冷水中，达到热平衡两者共同温度为50℃，忽略热量损失，求：（铁的比热容为0.46×10³J/（kg•℃）
（1）水吸收的热量．
（2）锅炉内的温度约为多少？

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，水吸收的热量和铁钉放出来的热量相等，知道铁钉的质量、末温以及比热容，根据Q_放=cm（t₀-t）求出铁钉的初温即为锅炉内的温度．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t_水-t_0水）
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（50℃-20℃）
=6.3×10⁵J；
（2）由题知，铁钉放出的热量完全被水吸收，铁钉放出的热量：
则Q_放=Q_吸=6.3×10⁵J，
由Q_放=cm（t₀-t）可得，锅炉的温度：
t_0锅炉=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{铁}{m}_{铁}}$ t_水=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+50℃≈1420℃．
答：（1）水吸收的热量为6.3×10⁵J；
（2）锅炉内的温度约为1420℃．

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、铁钉的初温和末温．