Question

14．由于怕飯菜太燙，來(lái)不及冷卻而影響小明的早餐，媽媽總是很早就起床了，為了讓媽媽多睡一會(huì)兒，小明就想找到一種讓物體快速冷卻的方法．為此小明進(jìn)行如下探究：小明注意到媽媽是把飯菜放在空氣中冷卻的，而廚房中適合用來(lái)冷卻的另一種物質(zhì)就是水．水和空氣哪個(gè)的導(dǎo)熱性能好呢？為此小明用兩個(gè)相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個(gè)放在溫度與室溫相同的水中，另一個(gè)就放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個(gè)瓶都用木塊墊起來(lái)，放在同一個(gè)桌面上，如圖所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)他每隔一定的時(shí)間記錄一次甲、乙兩溫度計(jì)的示數(shù)，得到的數(shù)據(jù)如下表：

時(shí)間/min	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
甲的示數(shù)/℃	80	65	53	42	34	33	33	33	33	33
乙的示數(shù)/℃	80	70	61	53	46	40	35	32	30	30

（1）從表格中的數(shù)據(jù)可知空氣環(huán)境的溫度約為30℃，對(duì)甲、乙兩個(gè)瓶中的牛奶，小明要控制它們哪些量相同？質(zhì)量和初溫（至少填一個(gè)）
（2）小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到的正確結(jié)論是什么？放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好．
（3）進(jìn)一步分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，牛奶在冷卻的過(guò)程中越來(lái)越?jīng)�，下列圖象中能表示其溫度T隨時(shí)間t變化關(guān)系的是D．

如果有一天你要喝一杯奶茶，現(xiàn)有兩種方法供你選擇：①先將滾燙熱茶冷卻5min，然后加一匙冷牛奶；②先將一匙冷牛奶加進(jìn)滾燙熱茶中，然后冷卻5min．你認(rèn)為①（填“①”或“②”）方法效果好．

Answer 1

分析 （1）控制變量法是讓某一個(gè)相關(guān)因素發(fā)生變化，觀察其對(duì)結(jié)果的影響．影響牛奶降低溫度的因素很多，比如牛奶的質(zhì)量、初溫等等．
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，如果溫度計(jì)溫度越低，說(shuō)明冷卻效果越好．
（3）物體在冷卻時(shí)，其溫度的變化規(guī)律是先快速降溫，后溫度的降低速度變慢，最后物體的溫度等于空氣的溫度而不再變化．
（4）分析題目，若要使水的溫度下降最快，要使物體和室溫溫度差越大．

解答 解：
（1）由圖和表格數(shù)據(jù)可知，甲溫度計(jì)最終的示數(shù)為水和牛奶達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度，乙溫度計(jì)最終的示數(shù)為空氣和牛奶達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度；在冷卻的過(guò)程中，由于水吸熱，故甲的溫度計(jì)的示數(shù)要高于室溫；乙中牛奶的溫度最終與室溫相同，故空氣環(huán)境的溫度約為30℃；
與牛奶降溫的因素很多，但只能讓其中一個(gè)因素發(fā)生改變，所以需要讓牛奶的質(zhì)量和初溫相同．
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，相同時(shí)間內(nèi)，水中浸泡的牛奶溫度較低，說(shuō)明放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好．
（3）當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢．故D圖符合題意．
（4）熱水和環(huán)境溫差越大，熱水降溫越快，所以當(dāng)熱奶茶和環(huán)境溫度差越大時(shí)先冷卻，然后再放入適量冷牛奶，故①的冷卻效果更好．
故答案為：（1）30；質(zhì)量和初溫；（2）放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好；（3）D；（4）①．

點(diǎn)評(píng) 本題考查水的沸騰實(shí)驗(yàn)的靈活應(yīng)用與變通，讀懂題意，理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象靈活變通是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵．