Question

在温度为25℃的房间内，将20℃的水1千克与10℃的水2千克混合，由于装置不够精密，与周围物体有8.4千焦的热量交换，求混合后水的温度是多少？

Answer 1

分析：在热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同，
知道热水、冷水的质量和初温、水的比热容，根据Q_放=Q_吸，先求不考虑与外界热交换热水和冷水混合后水的温度；
由题知，与周围物体有8.4kJ的热量交换，求出水的总质量，利用吸热公式求与外界热交换后混合后水的温度．

解答：解：不考虑与外界热交换，根据热平衡方程：Q_放=Q_吸，即：C_热m△t_热=C_冷m△t_冷．
即：4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（20℃-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（t-10℃），
解得：t=

40

3

℃；
由题知，水与周围物体有8.4kJ的热量交换，m_总=1kg+2kg=3kg，
∵Q_吸′=cm△t，即8400J=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×△t，
∴△t=

2

3

℃，
∴水混合后的温度：
t′=t+

2

3

℃=

40

3

℃+

2

3

℃=14℃．
答：混合后水的温度是14℃．

点评：本题考查了学生对热平衡方程的掌握和运用，知道房间温度高于水的温度、知道二者之间热交换热量的多少，利用吸热公式求水的最后温度，这是本题的关键．