Question

概念建構(gòu)探究：不同物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力不同，物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力可用導(dǎo)熱系數(shù)λ來(lái)表示．
導(dǎo)熱系數(shù)是熱的傳導(dǎo)作用在1平方厘米截面上1秒鐘內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1厘米的熱量．
下面是一些物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)（J/cm?℃?s）

物質(zhì)名稱	導(dǎo)熱系數(shù)	物質(zhì)名稱	導(dǎo)熱系數(shù)
銀	4.074	玻璃	0.0084
銅	3.864	水	0.00596
鋁	2.100	冰	0.02310
鎢	2.016	空氣	0.000239
鐵	0.672	棉花	0.000588

（1）由上述表格看出，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)比非金屬物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)______．
（2）導(dǎo)熱系數(shù)越大的物質(zhì)，傳導(dǎo)熱的能力越______．
（3）請(qǐng)寫出導(dǎo)熱的系數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明其中各個(gè)字母分別表示什么量：
①表達(dá)式：______；②各個(gè)字母所表示的量：______．
（4）計(jì)算題：將一塊長(zhǎng)為20cm、截面積為0.5cm²的鋁片加熱到100℃后，將一端接觸一杯質(zhì)量為500g、初溫為20℃的水，熱傳遞結(jié)束時(shí)水溫為30℃，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鋁片與水之間的熱傳遞就結(jié)束了？（不計(jì)熱量損失）

Answer 1

解：（1）由表格中數(shù)據(jù)得出，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)比非金屬物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)大；
（2）導(dǎo)熱系數(shù)越大，說(shuō)明在1cm²截面上1s內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1cm的熱量越大，即傳導(dǎo)熱的能力越強(qiáng)；
（3）①由導(dǎo)熱系數(shù)是指在1cm²截面上1s內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1cm的熱量可得關(guān)系式：λ=，
②上式中：λ為導(dǎo)熱系數(shù)，Q為傳遞的熱量；L為傳導(dǎo)的長(zhǎng)度，S為物體的橫截面積，t為傳熱的時(shí)間，△T為物體的溫差；
（4）不計(jì)熱量損失，Q=Q_水吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（30℃-20℃）=2.1×10⁴J，
∵λ=，
∴t==≈5714s．
故答案為：（1）大；（2）強(qiáng)；（3）λ=；（4）經(jīng)過(guò)5714s鋁片與水之間的熱傳遞結(jié)束．
分析：（1）分析表中數(shù)據(jù)得出金屬的導(dǎo)熱系數(shù)與非金屬物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)的大小關(guān)系；
（2）由導(dǎo)熱系數(shù)的含義（在1cm²截面上1s內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1cm的熱量）說(shuō)明導(dǎo)熱系數(shù)越大的物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力強(qiáng)弱；
（3）根據(jù)導(dǎo)熱系數(shù)的含義（在1cm²截面上1s內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1cm的熱量）得出表達(dá)式，并指出各個(gè)字母表示的物理量；
（4）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；不計(jì)熱損失，可得鋁片傳遞的熱量，再根據(jù)λ=求傳遞時(shí)間．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出規(guī)律的能力、考查了熱量的計(jì)算，理解并用好導(dǎo)熱系數(shù)的含義（在1cm²截面上1s內(nèi)溫差為1℃時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度1cm的熱量）是本題的關(guān)鍵．