Question

9．小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验，他们用这两种
材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温
随时间变化的情况．
（1）为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变
化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和水的质量相同．
（2）按照计划操作，小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中：

时间	t/min	0	10	20	30	40	…	150	180
泡沫塑料组水温	T1/℃	80	64	55	50	41	…	21	20
棉絮组水温	T2/℃	80	56	43	32	28	…	20	20

分析上表数据可知：他们实验时的室内温度是20℃．经过40min后，泡沫塑料包的烧瓶水温降低了39℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了52℃．由此可以得出的实验结论是：泡沫塑料的保温性能比棉絮好．．
（3）除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用让两瓶水降低相同的温度，观察所用的时间方法来比较这两种材料的保温性能．
（4）根据实验测得的数据绘得图所示“水温与时间关系”的图象．根据描绘的热水冷却图象，如果你要喝一杯奶咖啡，可以有两种方式供你选择：
方式1：先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶；
方式2：先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min．
那么，你认为方式1的冷却效果较好．（选填“1”或“2”）．

Answer 1

分析 （1）在实验中，为了增加实验的准确性，需要采用控制变量法，即保持水的初温、环境因素、水的质量等；
（2）瓶中水要和外界发生热传递，直到最后和室内的温度相同以后，温度不再发生变化，此表中数据是每隔10分钟记录一次温度．在相同时间内观察瓶中水温度的差别就能判断出哪种材料的保温效果好；
（3）比较两种材料的保温效果有两个办法，一是在相同时间内看温度的变化，二是让两瓶水变化相同的温度，看所用的时间是否一样；
（4）水自然冷却，当温度保持不变时，其温度等于环境温度；水在高温时散热快，所以温度降低得快，低温时散热慢，所以温度降低得也慢．观察图象得到沸水自然冷却的规律．并结合这一规律进行应用，选择出最佳的冷却方案．

解答 解：
（1）根据控制变量法，除了控制烧瓶、水的初温、环境因素相同外，还要保持热水的质量也要相同．
（2）由表中的数据可知，最后水的温度和室温相同，所以室温为20℃；
经过40分钟，泡沫塑料包的烧瓶温度从80℃降到41℃，降低了39℃；而棉絮包的烧瓶水从80℃降到28℃，降了52℃，由此可见，泡沫塑料的保温性能比棉絮好；
（3）要比较这两种材料的保温性能，除了比较相同时间内温度的变化，还可以让两瓶水降低相同的温度，观察所用的时间；
（4））由图看出温度变化特点是先快，后慢，再不变；根据水的温度降低的规律，如果要使一杯热的热咖啡快速冷却，最好的办法是先将滚烫的热咖啡冷却5min，然后加一匙冷牛奶，即方式1的冷却效果较好．
故答案为：（1）水的质量；（2）20；39； 52；泡沫塑料的保温性能好；
（3）让两瓶水降低相同的温度，观察所用的时间；（4）1．

点评 本题考查控制变量法在探究实验中的渗透，基本上在每个实验题中都有所涉及，同学们要多注意对实验方法的应用和体会．