Question

14．小明剛學了熱傳遞的知識，想到了一個問題：在熱傳遞過程中傳遞的是能量，還是溫度？小明想到晚上洗澡時，用熱水和冷水兌成溫水，這不就是熱傳遞現象嗎？他決定用實驗來研究．他從實驗室借來量筒、燒杯、溫度計、量熱器（一種容器，絕熱性能好）等器材．他先在量熱器中倒入400mL溫度為20℃的冷水，又倒入400mL溫度為80℃的熱水，稍攪拌后測得混合后的共同溫度為50℃，接著他改變了水的體積和熱水的初溫，又做了三次實驗，將數據記錄在下表：（小明知道：100mL的水的質量是100g，合0.1kg，下表中水用質量表示）

次數	冷水質量	冷水初溫	熱水質量	熱水溫度	混合后總質量	混合后溫度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

根據上表中的數據，小明做了下面的計算和分析：（c水=4200J/（kg•℃））
（1）請將表格中兩空格填全．50、0.6
（2）在第三次實驗中，冷水吸收的熱量Q_吸=33600J，熱水放出的熱量Q_放=33600J．
小明經過計算和分析，概括了以下幾點：
（1）熱傳遞過程中，低溫物體上升的溫度不一定�。ㄒ欢�/不一定）等于高溫物體下降的溫度．
（2）熱傳遞過程中，低溫物體吸收的熱量等于�。ǖ扔�/小于/大于）高溫物體放出的熱量．
（3）熱傳遞過程中，傳遞的是能量　（能量/溫度）．
小明經過思考，又提出了下面兩個問題，請你幫他解答：
（1）要使一定質量的熱水下降一定的溫度，所用的冷水需要上升的溫度和冷水質量之間成什么關系？反比．（選填“正比”或“反比”）
（2）兩種不同物體發(fā)生熱傳遞時（無熱量損失），要使低溫物體上升的溫度等于高溫物體下降的溫度，應滿足的條件是比熱容與質量的乘積相等．

Answer 1

分析 解決此題的關鍵是知道熱傳遞現象中傳遞的是能量，即一個物體吸收的熱量等于另一個物體放出的熱量；
物體吸收或放出的熱量用公式Q=cm△t進行求解計算．

解答 解：小明做了下面的計算和分析：
（1）（2）在第三次實驗時，冷水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（60℃-20℃）=33600J；
熱水放出的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.4kg×（80℃-60℃）=33600J；
因此冷水升溫過程需要吸收熱量，熱水降溫過程需要放出熱量，并且冷水吸收的熱量等于熱水放出的熱量，所以在第二次實驗中，也會符合該結論：假設最后的混合溫度為t，
則c×0.2kg×（t-25℃）=c×0.2kg×（75℃-t），解得t=50℃；
第四次實驗過程中最后混合水的質量等于兩次水的質量之和，即m=0.4kg+0.2kg=0.6kg；
小明經過計算和分析，概括了以下幾點：
（1）由以上分析可知，熱傳遞過程中，低溫物體上升的溫度不一定等于高溫物體下降的溫度；
（2）但在熱傳遞過程中，低溫物體吸收的熱量一定等于高溫物體放出的熱量；
（3）所以熱傳遞過程中，傳遞的是能量；
小明經過思考，又提出了下面兩個問題：
（1）由公式cm_冷△t_冷=cm_熱△t_熱可知，冷水需要上升的溫度和冷水質量之間成反比；
（2）因為兩種不同物體發(fā)生熱傳遞時（無熱量損失），所以它們的熱量是相等的，只有它們的比熱容與質量的乘積相等時，才可以使低溫物體上升的溫度等于高溫物體下降的溫度；
故答案為：（1）50，0.6，（2）33600，33600；
（1）不一定，（2）等于，（3）能量；
（1）反比，（2）比熱容與質量的乘積相等．

點評 解決此類綜合分析題目，要結合熱量公式和熱傳遞的條件進行分析解答．