Question

某高寒地区气温长期保持在零下20℃，一个小池塘的水面结了一层厚冰，图中各点正确的温度应是

1. A.
   t_a=-20℃；t_b=0℃；0℃＜t_c＜4℃；t_d=4℃
2. B.
   t_A=tB=0℃；t_c=2℃；t_d=4℃
3. C.
   t_a=-20℃；t_b=0℃；0℃＜t_c＜4℃；t_d＞4℃
4. D.
   t_a=-20℃；t_b=0℃；0℃＜t_c＜4℃；0℃＜t_d＜4℃

Answer 1

D
分析：物体间或同一物体的不同部分如果存在温度差，就会发生热传递，直到温度相同为止；冰水混合物的温度为0℃，在高寒条件下，地球表层温度从上至下温度逐渐升高．此题应从a到b，再到c，到d，逐一分析，确定它们的温度．
解答：气温长期保持在零下20℃，由于a直接与空气接触，所以a的温度为-20℃．
b处为是冰水混合物，而冰水混合物的温度为0℃，所以b点温度为0℃．
c、d处为水，而水的密度密度在4℃时最大，在0℃到4℃间水的密度随温度的升高而增大．
如果密度不同，在液体内部要发生对流，密度大的部分下降，密度小的部分上升．
c、d处在b的下面，说明c、d部分的水比b处的水密度大，因为b处水温为0℃，因此c、d处的水温大于0℃，
与池塘底接触的水密度最大，温度为4℃，c、d在池底上方，密度小于池底处水的密度，所以c、d处温度应小于4℃．
综上所述，可知：t_a=-20℃；t_b=0℃；0℃＜t_c＜4℃；0℃＜t_d＜4℃
故选D
点评：本题应用热学知识分析解决实际问题，综合性较强，难度较大．