Question

【題目】小明將裝有熱奶的奶瓶放入室溫的水中,水溫約為20℃,熱奶的溫度約為90℃,測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，畫(huà)出了水和奶的溫度隨時(shí)間變化的圖線，如圖所示.

（1）其中曲線_____是表示熱奶溫度隨時(shí)間的變化情況,大約經(jīng)過(guò)15min時(shí)間，熱奶和水溫度達(dá)到相同.從圖象可以看出,熱奶溫度隨放熱時(shí)間的變化特點(diǎn)是_____（選 填“溫度先慢后快地降低”或“溫度先快后慢地降低”）

（2）小明還發(fā)現(xiàn)，放在室內(nèi)的熱水冬天比夏天冷卻快.為了研究“熱水冷卻快慢與哪些因素有關(guān)”，小明進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究：

（提出問(wèn)題）熱水冷卻快慢與哪些因素有關(guān)？

（進(jìn)行猜想）

猜想一：熱水冷卻的快慢與溫差有關(guān)（溫差=熱水溫度-環(huán)境溫度）；

猜想二：熱水冷卻的快慢與裝水容器的材料有關(guān)；

猜想三：熱水冷卻的快慢與熱水表面空氣的流動(dòng)速度有關(guān).

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)）

小明選用3個(gè)玻璃杯、1個(gè)塑料杯、1個(gè)鋁杯（5個(gè)杯子大小、形狀完全相同）.在杯子中分別倒入相同質(zhì)量、相同溫度的熱水，放在溫度可調(diào)控的房間里做了5次實(shí)驗(yàn)，只有第2次實(shí)驗(yàn)用電風(fēng)扇對(duì)杯中熱水吹風(fēng)（水不溢出）.測(cè)量熱水溫度從90℃將至50℃所用的時(shí)間，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中.

序號(hào)	容器材料	水的質(zhì)量	風(fēng)扇吹風(fēng)	初溫/℃	末溫/℃	室溫/℃	冷卻時(shí)間/s
1	玻璃	相等	無(wú)	90	50	30	920
2	玻璃	相等	有	90	50	30	612
3	玻璃	相等	無(wú)	90	50	15	665
4	塑料	相等	無(wú)	90	50	15	780
5	鋁	相等	無(wú)	90	50	15	508

（分析與論證）

①請(qǐng)你提出一個(gè)新的科學(xué)猜想：熱水冷卻快慢還與________有關(guān)；

②分析比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)，可知熱水表面空氣流速越快，冷卻時(shí)間越____（選填“長(zhǎng)”或“短”）；

③分析序號(hào)為3、4、5的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證小明的第____個(gè)（選填序號(hào)）猜想是___的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）；

④在驗(yàn)證“熱水冷卻快慢與溫差是否有關(guān)”的兩次實(shí)驗(yàn)中，需要控制不變的因素是：________.

Answer 1

【答案】（1）②； 先快后慢地降低 （2）①質(zhì)量 ②短 ③二 正確 ④質(zhì)量、液體表面空氣的流速、材料

【解析】

（1）熱傳遞是高溫物體放出熱量，溫度降低，低溫物體吸收熱量，溫度升高，直到二者溫度相等時(shí)，熱傳遞停止，即達(dá)到熱平衡，由圖象中曲線的變化情況分析熱奶溫度隨放熱時(shí)間的變化特點(diǎn)；
（2）根據(jù)生活中的經(jīng)驗(yàn)提出合理的猜想；讀懂題意和表格中的信息，結(jié)合控制變量法分析即可判斷；根據(jù)控制變量法分析在驗(yàn)證“熱水冷卻快慢與溫差是否有關(guān)”的兩次實(shí)驗(yàn)中，需要控制不變的因素。

（1）熱奶的奶瓶放入室溫的水中，水溫約為20℃，熱奶的溫度約為90℃，熱奶的溫度比水溫高，熱奶放出熱量，溫度降低，容器中的水吸收熱量，溫度升高；則由圖象可知：熱奶的溫度隨時(shí)間降低的是曲線②；

熱奶和容器中的水發(fā)生熱傳遞時(shí)，直到二者溫度相等時(shí)，熱傳遞停止；從圖象分析可以看出：熱奶溫度隨時(shí)間的變化是開(kāi)始的5分鐘溫度降低速度較快，5-10分鐘降低的比較緩慢，而10-15分鐘內(nèi)溫度只降低幾攝氏度，所以變化特點(diǎn)是隨時(shí)間的變化熱奶溫度是先快后慢的降低；

（2）①根據(jù)表格中的內(nèi)容和生活經(jīng)驗(yàn)可知，熱水冷卻快慢還與熱水的質(zhì)量有關(guān)；

②分析比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，熱水質(zhì)量相同、初溫、末溫相同，空氣流動(dòng)越快，時(shí)間越短，故可以得出熱水表面的空氣流動(dòng)越快，達(dá)到相同冷卻效果的時(shí)間越短；

③比較3、4、5的三個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看出，裝水容器的材料不同，其它條件都相同，達(dá)到相同的冷卻效果，所用的時(shí)間是不同的，說(shuō)明熱水冷卻的快慢與裝水容器的材料有關(guān)的，故此實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證猜想二的，且猜想二正確；

④驗(yàn)證熱水冷卻快慢與溫差有關(guān)時(shí)，根據(jù)控制變量法應(yīng)該選擇溫差不相同，容器的材料和熱水表面空氣的流速相同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。