Question

10．一铜块投入炉中加热一段时间后，迅速投入量热器的水中，水从22℃升高到40℃，将此铜块放在沸水中10-15分后，投入到等量的22℃水中，水温升高到26℃，求炉火的温度．

Answer 1

分析 （1）第二次铜加热后投入水中，知道水的温变化值和铂铜的温度变化值，根据热平衡方程可求得$\frac{{c}_{铜}{m}_{铜}}{{c}_{水}{m}_{水}}$=$\frac{t-{t}_{0水}}{{t}_{0铜}-t}$的大小；
（2）设火炉的温度为t，则第一次在炉火中加热后投入这杯水中，根据热平衡方程可得c_铜m_铜（t-20℃）=c_水m_水（52℃-15℃），知道了$\frac{{c}_{铜}{m}_{铜}}{{c}_{水}{m}_{水}}$的大小，可求此时水和铜的温度变化关系，从中解得火炉内的温度．

解答 已知：第一次水的初温t₀₁=22℃，末温t₁=40℃，第二次水的初温t₀₂=22℃，末温t₂=26℃，铜的初温t₀₂′=100℃
求：炉火温度t₀₁′=？
解：（1）第二次铜加热后投入水中，有：Q_2吸=Q_2放，
即c_铜m_铜（100℃-26℃）=c_水m_水（26℃-20℃），
可得：$\frac{{c}_{铜}{m}_{铜}}{{c}_{水}{m}_{水}}$=$\frac{26℃-20℃}{100℃-26℃}$=$\frac{3}{37}$，
（2）设火炉的温度为t₀₁′，则第一次在炉火中加热后投入这杯水中，有：Q_1吸=Q_1放
即c_铜m_铜（t₀₁′-40℃）=c_水m_水（40℃-22℃），
可得：$\frac{40℃-22℃}{{t}_{01}^{′}-40℃}$=$\frac{{c}_{铜}{m}_{铜}}{{c}_{水}{m}_{水}}$=$\frac{3}{37}$，
解得：t₀₁′=262℃．
答：炉火的温度为262℃．

点评 本题提供了一种测量火炉温度的方法，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，要求灵活运用公式求解．