Question

冬天喝牛奶前人們常常將其放在熱水中待一會(huì)兒再飲，如圖甲所示．陳娜同學(xué)想根據(jù)這一現(xiàn)象測(cè)牛奶的比熱容，她將質(zhì)量為250g的牛奶放入75g的熱水中，同時(shí)用兩支溫度計(jì)測(cè)出牛奶和水的溫度的變化，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來得到如圖乙所示的兩條圖線．忽略熱量的損失和盛牛奶和水的器皿吸放熱的影響，C_水=4.2×10³J/（kg?℃）．求
（1）水、牛奶的初溫和它們的最終溫度？
（2）牛奶的比熱容？
（3）若用熱值為3.0×10⁷J/kg的酒精對(duì)牛奶加熱，使其升高相同的溫度，需要酒精多少？

Answer 1

解：（1）由圖象可知，水的初溫為20℃，牛奶的初溫為90℃，
熱傳遞的條件是有溫度差，最后熱平衡時(shí)兩者的溫度相同．由圖象可知，經(jīng)過10min后，牛奶和水的溫度相同為40℃．
（2）由圖象可以看出，水降低的溫度△t=90℃-40℃=50℃；牛奶升高的溫度：△t′=40℃-20℃=20℃；
牛奶吸收的熱量：Q_吸=Q_放=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.075kg×50℃=1.575×10⁴J，
牛奶的比熱容：c===3.15×10³J/（kg?℃）．
（3）Q_吸=Q_放，
qm=1.575×10⁴J，
則m===0.525×10^-3kg．
答：（1）水的初溫為20℃，牛奶的初溫為90℃，它們的最終溫度為40℃；
（2）牛奶的比熱容為3.15×10³J/（kg?℃）．
（3）需要酒精0.525×10^-3kg．
分析：（1）根據(jù)橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)表示的物理量以及圖象信息進(jìn)行解答；
（2）先根據(jù)水溫度的變化，并利用Q=cm△t求出水放出的熱量，即牛奶吸收的熱量，然后根據(jù)牛奶溫度的變化量，利用c=求出牛奶的比熱容．
（3）酒精放出的熱量完全被牛奶吸收，則 Q_吸=Q_放，由Q_吸=cm△t就可求出．可利用Q_放=q．m求得．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)：熱傳遞的條件、特點(diǎn)以及在生活中的應(yīng)用的理解和掌握．重點(diǎn)掌握熱量的計(jì)算公式，會(huì)根據(jù)熱量公式計(jì)算物質(zhì)的比熱容．