Question

28、由于怕飯菜太燙，來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兒，小明就想找到一種讓物體快速冷卻的方法．為此小明進行了如下的探究：
小明注意到媽媽是把飯菜放在空氣中冷卻的，而廚房中適合用來冷卻的另一種物質(zhì)就是水．水和空氣哪個的導熱性能好呢？為此小明用兩個相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個放在溫度與室溫相同的水中，另一個就放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個瓶都用木塊墊起來，放在同一個桌面上．如圖所示．
實驗時他每隔一定的時間記錄一次甲、乙兩溫度計的示數(shù)，得到的數(shù)據(jù)如下表：

時間/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
甲的示數(shù)/℃	70	60	53	47	42	39	37	35	34	33
乙的示數(shù)/℃	70	66	61	58	55	52	50	48	46	44

（1）對甲、乙兩個瓶中的牛奶，小明要控制它們哪些量相同？

質(zhì)量

；

初溫

（2）小明通過實驗，得到的正確結論是什么？

放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好

；
（3）進一步分析表中甲的示數(shù)，小明又發(fā)現(xiàn)，在冷卻過程中，牛奶冷卻的快慢前后并不一致，是越來越

慢

的．小明想用“冷卻速度”（用字母V代表）來定量表示冷卻的快慢程度，請你給物理量下個定義：

相同時間內(nèi)下降的溫度

叫做冷卻速率．
（4）小明又仔細分析了冷卻速度變小的原因，認識到這是因為牛奶冷卻的快慢還會受到

水溫

的影響．
（5）根據(jù)（4）中的分析，小明終于找到了一個用水使物體快速冷卻的辦法，并且舉一反三，明白了工業(yè)生產(chǎn)中使用流水噴淋法冷卻高溫物體的好處：①

可以使高溫物體各部分均勻冷卻

；②

冷卻水可以通過流動散熱，起到更好的冷卻作用

．

Answer 1

分析：控制變量法是讓某一個相關因素發(fā)生變化，觀察其對結果的影響．
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．
根據(jù)表格數(shù)據(jù)，如果溫度計溫度越低，說明冷卻效果越好．
物體進行熱傳遞時，熱量傳遞的速度與兩個物體溫度差有關，溫度差越大，熱量傳遞的越快．
圖中所給裝置優(yōu)點很多，比如可以使高溫物體各個部位都與水接觸，方便均勻冷卻；落水經(jīng)過冷卻塔后，溫度降低，可以重新對高溫物體起到良好的冷卻作用．

解答：解：與牛奶降溫的因素很多，但只能保證其中一個發(fā)生改變，所以需要讓質(zhì)量和初溫相同．
通過實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相同時間內(nèi)，水中浸泡的牛奶溫度較低，說明放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好．
當實驗時間較長時，相同時間內(nèi)牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢．這是由于隨著牛奶溫度下降，周圍水的溫度在升高，使牛奶冷卻的速度變慢了．
使用圖中裝置有許多好處，可以使高溫物體各部分均勻冷卻，冷卻水可以通過流動散熱，起到更好的冷卻作用．
故答案為：
（1）質(zhì)量，初溫．
（2）放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好．
（3）慢，相同時間內(nèi)下降的溫度．
（4）水溫．
（5）①可以使高溫物體各部分均勻冷卻．
②冷卻水可以通過流動散熱，起到更好的冷卻作用．

點評：本題考察學生對熱傳遞現(xiàn)象的理解能力，同時結合物理知識，要求對所給裝置進行具體分析．