Question

13．把质量是100克的铁块放在火炉里相当长的时间后，取出来立即投入到盛有200克水的杯子里，水的温度由15℃升高到59℃，不计杯子吸热和散失到空气中的热量，求炉火的温度．（ C_水=4.2×10³J/（kg•℃），c_铁=0.46×10³J/（kg•℃） ）

Answer 1

分析 火炉的温度可以看作是不变的，设温度为t，则铁块从火炉中拿出的温度也为t；放入水中后铁块和水达到共同温度59℃，水从15℃到59℃所吸收的热量是铁块放出的热量，根据公式Q=cm△t可以求出水吸收的热量，也就是知道了铁块放出的热量，又知铁的比热、质量和终温，便可以求出初温t．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（59℃-15℃）=3.696×10⁴J；
由题知，铁块放出的热量完全被水吸收，铁块放出的热量：
Q_放=Q_吸=3.696×10⁴J；
（2）由Q_放=c_铁m_铁△t，可得，
△t=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{铁}{m}_{铁}}$=$\frac{3.696×1{0}^{4}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.1kg}$≈803.5℃．
铁块原来的温度即炉火的温度是：
t=803.5℃+59℃=862.5℃．
答：炉火的温度862.5℃．

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．