Question

20．把200克鐵塊放在爐中加熱，取出后；立即投入700克10℃的水中，水溫升高到100℃，（鐵的比熱容為0.452×10³焦/（千克•℃），水的比熱容為4.18×10³焦/（千克•℃）．（不計熱量損失）求：
（1）水吸收的熱量．
（2）鐵塊放出的熱量．
（3）爐火的溫度．

Answer 1

分析 火爐的溫度可以看作是不變的，設溫度為t，則鐵塊從火爐中拿出的溫度也為t；放入水中后鐵塊和水達到共同溫度100℃，水從10℃到100℃所吸收的熱量是鐵塊放出的熱量，根據(jù)公式Q=cm△t可以求出水吸收的熱量，也就是知道了鐵塊放出的熱量，又知鐵的比熱、質量和終溫，便可以求出初溫t．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.18×10³J/（kg•℃）×0.7kg×（100℃-10℃）=2.6334×10⁵J；
由題知，鐵塊放出的熱量完全被水吸收，鐵塊放出的熱量：
Q_放=Q_吸=2.6334×10⁵J；
（2）Q_放=c_鐵m_鐵△t
△t=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{鐵}{m}_{鐵}}$=$\frac{2.6334×1{0}^{5}J}{0.452×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.2kg}$≈2913℃．
鐵塊原來的溫度即爐火的溫度是：
t=2913℃+100℃=3013℃．
答：（1）水吸收的熱量為2.6334×10⁵J；
（2）鐵塊放出的熱量為2.6334×10⁵J；
（3）爐火的溫度為3013℃．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、放熱公式、熱平衡方程的掌握和運用，計算時要弄清楚水、鐵塊的初溫和末溫．