Question

9．把100g的金屬塊[金屬比熱0.8×10³J/（kg•℃）]放入冰箱的冷凍室里很長時間，取出后立即投入80g40℃的溫水中，混合后的共同溫度是30℃．不計熱量損失，求：冷凍室的溫度．

Answer 1

分析 （1）知道水的質量和水的初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_放=cm（t₀-t）求出水放出的熱量；
（2）不計熱量損失，金屬快吸收的熱量和水放出來的熱量相等，知道金屬塊的質量、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出金屬塊的初溫即為冷凍室的溫度．

解答 解：
水放出的熱量：
Q_放=c_水m_水（t_0水-t_水）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.08kg×（40℃-30℃）
=3.36×10³J；
由題知，不計熱損失，水放出的熱量完全被金屬塊吸收，金屬塊吸收的熱量：
則Q_吸=Q_放=3.36×10³J，
由Q_吸=cm（t-t₀）可得，金屬塊的初溫：
t_0金=t_金-$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{金}{m}_{金}}$=30℃-$\frac{3.36{×10}^{3}J}{0.8×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.1kg}$=30℃-42℃=-12℃．
答：冷凍室的溫度為-12℃．

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、金屬塊的初溫和末溫．