Question

“米線(xiàn)”是一種特色小吃．端上餐桌的有：一碗熱湯，上面浮著一層油；一碟切成薄片的鮮肉；一碗已煮熟的米線(xiàn)．食客先把肉片放進(jìn)湯內(nèi)，稍候再加入米線(xiàn)．

現(xiàn)有以下資料：湯的初溫97℃，比熱容4.2×10³J/（kg﹒℃）；肉片的質(zhì)量為0.2kg，初溫22℃，比熱容3.5×10³J/（kg﹒℃）．基于健康緣故，肉片必須至少在大于80℃的湯中保持2min，在這2min時(shí)間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2℃．問(wèn)：

（1）碗中油層的作用是什么？

（2）為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量多少應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？

 

Answer 1

（1）碗中油由于其密度比水小且不易蒸發(fā)，漂浮在水的表面上，使水的蒸發(fā)面積減小，則減小了水的蒸發(fā)而帶走熱量，使湯的溫度不易降低．

（2）∵肉片必須至少在大于80℃的湯中保持2min，在這2min時(shí)間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2℃，

∴肉和湯混合后的溫度至少為：t=80℃+2℃=82℃，

把肉放進(jìn)湯里，肉的溫度升高，吸收熱量，湯的溫度降低，放出熱量，t_0湯=97℃，c_湯=4.2×10³J/（kg﹒℃），m_肉=0.2kg，t_0肉=22℃，c_肉=3.5×10³J/（kg﹒℃），

根據(jù)熱平衡方程Q_吸=Q_放得：c_肉m_肉（t﹣t_0肉）=c_湯m_湯（t_0湯﹣t），

即：3.5×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（82℃﹣22℃）=4.2×10³J/（kg•℃）×m_湯×（97℃﹣82℃）

解得：m_湯≈0.67kg．

答：（1）碗中油層的作用是使水的蒸發(fā)面積減小，則減小了水的蒸發(fā)而帶走熱量，使湯的溫度不易降低．

（2）為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量至少為0.67kg．