Question

16．工人師傅為了測量鍋爐內溫度，他將質量1000g的鐵釘放在鍋爐內，一段時間后，取出來迅速放到質量為5kg 20℃的冷水中，達到熱平衡兩者共同溫度為50℃，忽略熱量損失，求：（鐵的比熱容為0.46×10³J/（kg•℃）
（1）水吸收的熱量．
（2）鍋爐內的溫度約為多少？

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Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）不計熱量損失，水吸收的熱量和鐵釘放出來的熱量相等，知道鐵釘的質量、末溫以及比熱容，根據Q_放=cm（t₀-t）求出鐵釘的初溫即為鍋爐內的溫度．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t_水-t_0水）
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（50℃-20℃）
=6.3×10⁵J；
（2）由題知，鐵釘放出的熱量完全被水吸收，鐵釘放出的熱量：
則Q_放=Q_吸=6.3×10⁵J，
由Q_放=cm（t₀-t）可得，鍋爐的溫度：
t_0鍋爐=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{鐵}{m}_{鐵}}$ t_水=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+50℃≈1420℃．
答：（1）水吸收的熱量為6.3×10⁵J；
（2）鍋爐內的溫度約為1420℃．

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、鐵釘的初溫和末溫．