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小明刚学了热传递的知识,想到了一个问题:在热传递过程中传递的是能量,还是温度?小明想到晚上洗澡时,用热水和冷水兑成温水,这不就是热传递现象吗?他决定用实验来研究.他从

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小明刚学了热传递的知识,想到了一个问题:在热传递过程中传递的是能量,还是温度?小明想到晚上洗澡时,用热水和冷水兑成温水,这不就是热传递现象吗?他决定用实验来研究.他从实验室借来量筒、烧杯、温度计、量热器(一种容器,绝热性能好)等器材.他先在量热器中倒入400mL温度为20℃的冷水,又倒入400mL温度为80℃的热水,稍搅拌后测得混合后的共同温度为50℃,接着他改变了水的体积和热水的初温,又做了三次实验,将数据记录在下表:(小明知道:100mL的水的质量是100g,合0.1kg,下表中水用质量表示)
次数 冷水质量 冷水初温 热水质量 热水温度 混合后总质量 混合后温度t
1 0.4 20 0.4 80 0.8 50
2 0.2 25 0.2 75 0.4
3 0.2 20 0.4 80 0.6 60
4 0.4 20 0.2 80 40
根据上表中的数据,小明做了下面的计算和分析:(c水=4200J/(kg•℃))
(1)请将表格中两空格填全.___
(2)在第三次实验中,冷水吸收的热量Q=___J,热水放出的热量Q=___J.
小明经过计算和分析,概括了以下几点:
(1)热传递过程中,低温物体上升的温度___ (一定/不一定)等于高温物体下降的温度.
(2)热传递过程中,低温物体吸收的热量___ (等于/小于/大于)高温物体放出的热量.
(3)热传递过程中,传递的是___ (能量/温度).
小明经过思考,又提出了下面两个问题,请你帮他解答:
(1)要使一定质量的热水下降一定的温度,所用的冷水需要上升的温度和冷水质量之间成什么关系?___.(选填“正比”或“反比”)
(2)两种不同物体发生热传递时(无热量损失),要使低温物体上升的温度等于高温物体下降的温度,应满足的条件是___.
▼优质解答
答案和解析
小明做了下面的计算和分析:
(1)(2)在第三次实验时,冷水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(60℃-20℃)=33600J;
热水放出的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.4kg×(80℃-60℃)=33600J;
因此冷水升温过程需要吸收热量,热水降温过程需要放出热量,并且冷水吸收的热量等于热水放出的热量,所以在第二次实验中,也会符合该结论:假设最后的混合温度为t,
则c×0.2kg×(t-25℃)=c×0.2kg×(75℃-t),解得t=50℃;
第四次实验过程中最后混合水的质量等于两次水的质量之和,即m=0.4kg+0.2kg=0.6kg;
小明经过计算和分析,概括了以下几点:
(1)由以上分析可知,热传递过程中,低温物体上升的温度不一定等于高温物体下降的温度;
(2)但在热传递过程中,低温物体吸收的热量一定等于高温物体放出的热量;
(3)所以热传递过程中,传递的是能量;
小明经过思考,又提出了下面两个问题:
(1)由公式cm△t=cm△t可知,冷水需要上升的温度和冷水质量之间成反比;
(2)因为两种不同物体发生热传递时(无热量损失),所以它们的热量是相等的,只有它们的比热容与质量的乘积相等时,才可以使低温物体上升的温度等于高温物体下降的温度;
故答案为:(1)50,0.6,(2)33600,33600;
(1)不一定,(2)等于,(3)能量;
(1)反比,(2)比热容与质量的乘积相等.
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