Question

4．小華是位愛鉆研的同學(xué)，學(xué)過物態(tài)變化后一直想知道1kg、0℃的冰熔化為0℃的水時要吸收多少熱量，現(xiàn)在他利用學(xué)過的知識設(shè)計了如下實驗：冬天，在-5℃的室外量取20g冰，迅速放入裝100g、50℃的溫水蓋子上插著溫度計的保溫杯中，待溫度計示數(shù)穩(wěn)定后，示數(shù)為27.9℃，請幫他計算：[c_冰=2.1×10³J/（kg•℃），c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）20g、-5℃的冰升溫到0℃時吸收的熱量；
（2）20g、0℃的水升溫到27.9℃時吸收的熱量；
（3）100g、50℃的水降溫到27.9℃時放出的熱量；
（4）不計熱損失，1kg、0℃的冰全部熔化為0℃的水需吸收的熱量為多少？

Answer 1

分析 （1）利用吸熱公式Q_吸=cm△t求20g、-5℃的冰升溫到0℃時吸收的熱量：
（2）利用吸熱公式Q_吸=cm△t求20g、0℃的水升溫到27.9℃時吸收的熱量：
（3）利用放熱公式Q_放=cm△t求100g、50℃的水降溫到27.9℃時放出的熱量：
（4）冰升溫吸熱、冰熔化吸熱、水升溫吸熱之和等于熱水降溫放熱，據(jù)此可求20g冰熔化成0℃的水吸收的熱，進而求1kg、0℃的冰全部熔化為0℃的水需吸收的熱量．

解答 解：
（1）20g、-5℃的冰升溫到0℃時吸收的熱量：
Q_吸1=c_冰m_冰△t_冰=2.1×10³J/（kg•℃）×20×10^-3kg×[0℃-（-5℃）]=210J；
（2）20g、0℃的水升溫到27.9℃時吸收的熱量：
Q_吸2=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg•℃）×20×10^-3kg×（27.9℃-0℃）=2343.6J；
（3）100g、50℃的水降溫到27.9℃時放出的熱量：
Q_放=c_水m_水′△t_水′=4.2×10³J/（kg•℃）×100×10^-3kg×（50℃-27.9℃）=9282J；
（4）100g、50℃的水降溫到27.9℃時放出的熱量等于20g、-5℃的冰升溫到0℃時吸收的熱量、20g冰熔化成0℃的水吸收的熱、20g、0℃的水升溫到27.9℃時吸收的熱量之和，
即：Q_放=Q_吸1+Q_熔吸+Q_吸2，
20g冰熔化成0℃的水吸收的熱：
Q_熔吸=Q_放-Q_吸1-Q_吸2=9282J-210J-2343.6J=6728.4J，
1kg冰熔化成0℃的水吸收的熱：
Q_熔=Q_熔吸×50=6728.4J×50=336420J．
答：（1）20g、-5℃的冰升溫到0℃時吸收的熱量為210J；
（2）20g、0℃的水升溫到27.9℃時吸收的熱量為2343.6J；
（3）100g、50℃的水降溫到27.9℃時放出的熱量為9282J；
（4）不計熱損失，1kg、0℃的冰全部熔化為0℃的水需吸收的熱量為336420J．

點評 本題考查了物體吸熱、放熱的計算，能處理好四個熱量（冰升溫吸熱、冰熔化吸熱、水升溫吸熱、熱水降溫放熱）之間的關(guān)系是關(guān)鍵．