Question

13．網(wǎng)上曾熱銷一種“55度杯”，稱“能很快將開水變成適飲的溫水，而后又能將涼水變成適飲的溫水”．為破解此中秘密，重慶一中物理小組設(shè)計(jì)了如圖模型．設(shè)此模型杯內(nèi)膽中封存著300g水，室溫20℃；現(xiàn)向杯中倒入200g、100℃開水，搖一搖，熱平衡后杯內(nèi)水溫迅速降至t₁=52℃；然后將杯內(nèi)水倒掉，迅速將200g室溫某液態(tài)物質(zhì)倒入該杯，搖一搖，這種液態(tài)物質(zhì)的溫度可升至44℃，則這種液態(tài)物質(zhì)的比熱容為2.1×10³J/（kg•℃）（c_水=4.2×10³J/（kg．℃），忽略整個(gè)過(guò)程中內(nèi)膽及空間的熱損失）．

Answer 1

分析 ①已知熱水和冷水的質(zhì)量、比熱容以及初溫、末溫，根據(jù)Q=cm（t-t₀）和Q=cm（t₀-t）表示出冷水吸收的熱量和熱水放出的熱量，列出平衡方程計(jì)算終溫；
②熱水放出的熱量和液體吸收的熱量相等，再根據(jù)吸熱公式計(jì)算液體比熱容．

解答 解：
①熱水放出的熱量：Q_放=cm（t₀-t₁），冷水吸收的熱量：Q_吸=cm（t₁-t₀）；
假設(shè)熱水放出的熱量全部被涼水吸收，
所以Q_吸=Q_放，
即4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×（t₁-20℃）；
解得t₁=52℃．
②放入液體后，水溫度降低度數(shù)△t′=52℃-44℃=8℃，
水放出的熱量：Q_放′=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×8℃=1.008×10⁴J，
液體吸收的熱量Q_吸′=Q_放′=1.008×10⁴J，液體升高溫度：△t″=44℃-20℃=24℃，
由Q_放=cm△t得，液體的比熱容：c_液=$\frac{{Q}_{吸}′}{{m}_{液}△t′}$=$\frac{1.008×1{0}^{4}J}{0.2kg×24℃}$=2.1×10³J/（kg•℃）．
故答案為：52；2.1×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握和運(yùn)用，解決此類題目，要結(jié)合熱量公式和熱傳遞的條件進(jìn)行分析解答．