将10kg的铁放入火炉中,经过充分的热传递后,立即投入质量为20°c的水中,将10kg的铁放入火炉中,经过充分的热传递后,立即投入质量为200kg,温度为20°c的水中,传递结束后水温升到90°c,不计热损失,

Question

将10kg的铁放入火炉中,经过充分的热传递后,立即投入质量为20°c的水中,
将10kg的铁放入火炉中,经过充分的热传递后,立即投入质量为200kg,温度为20°c的水中,传递结束后水温升到90°c,不计热损失,计算火炉温度

Answer 1

第一.要考虑铁和水吸热和放热的等量关系,也就是说：10kg铁从某温度降到90度的放热=200kg水从20度升到90度的吸热.
第二.热量的计算公式：热量=重量x比热容x（初温-终温）
第三.已知,铁的重量=20kg,比热容（经查）=460J/kg.°C,设初温为X,终温=90度；水的重量=200kg,比热容（经查）=4200J/kg.°C,初温为90,终温=20度.
根据计算公式：
铁的放热量=20x460(X-90)=9200X-828000(J)
水的吸热量=200x4200x(90-20)=58800000(J)
跟据等量关系式可知：
9200X-828000=58800000
                     x=(58800000+828000)/9200
                     x=6481
因为工件的温度=火炉温度,所以火炉的温度为6481度.
但是,此题在实际应用中不成立,因为铁在1300度以上会成为铁水,炉温升到6481度也很难实现.所以说此题只能做为理论计算,不能做为实际应用.
如果把10KG铁改为100KG铁,则炉温为648度,此题无论从理论还是现实中都可以实现.