Question

已知暖水瓶中盛有0.5 kg、25℃的水，一个学生想用上下摇晃的方法使冷水变为开水.假设每摇晃一次水的落差为15 cm，每分钟摇晃30次，不计所有热量损失，那么，他大约需要多长时间才可以把水“摇开”？［c_水=4.2×10³ J/（kg·℃）,g=10 m/s²］

Answer 1

解析：此问题中能量转化的方向是：上摇时学生消耗自身的能量通过对水做功转化为水的重力势能，下落时水的重力势能转化为动能再转化为水的内能.由于不计一切热量损失，根据水的重力势能减少量等于水的内能的增加量可求解.

设“摇开”水需时t分钟，水升温ΔT，由ΔE_p减=ΔE_内增=Q_水吸

得30mg·Δht=cmΔT

 min=7.0×10³ min

即他要“摇开”水大约需要7.0×10³分钟，相当于5天的时间.

答案：5天