Question

3．把质量100g的铁块放在火炉里面相当长的时间后，取出来立即投入盛有200g水的杯子里，水的温度从15℃升到61℃，不计杯子吸热和散失到空气中的热量，求炉火的温度．[铁的比热容是0.46×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 火炉的温度可以看作是不变的，设温度为t，则铁块从火炉中拿出的温度也为t；放入水中后铁块和水达到共同温度61℃，水从15℃到61℃所吸收的热量等于铁块放出的热量；根据公式Q=cm△t可以求出水吸收的热量，也就是知道了铁块放出的热量，又知铁的比热容、质量和终温，便可以求出初温，即炉火的温度．

解答 解：水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（61℃-15℃）=3.864×10⁴J；
由题知，不计杯子吸热和散失到空气中的热量，则铁块放出的热量：
Q_放=Q_吸=3.864×10⁴J，
由Q_放=c_铁m_铁（t₀₂-t）得：
t₀₂=$\frac{{Q}_{放}}{{c}_{铁}{m}_{铁}}$+t=$\frac{3.864×1{0}^{4}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.1kg}$+61℃=901℃，
即火炉的温度为901℃．
答：炉火的温度为901℃．

点评 本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用，计算时要弄清楚水、铁块的初温和末温．