Question

15．小明將裝有熱奶的奶瓶放入室溫的水中，水溫約為10℃，熱奶的溫度約為45℃，同時，他還利用溫度計和鐘表測出溫度的變化情況，并作出了水和熱奶的溫度隨時間變化的關(guān)系曲線，如圖甲是用水來冷卻熱牛奶的示意圖，圖乙是記錄牛奶、水溫度隨時間變化的圖（c_水=4.2×10³J/kg•℃）
（1）圖中表示熱牛奶溫度隨時間變化的曲線應是Ⅰ（填寫“Ⅰ”或“Ⅱ”）圖中A點的物理意義是牛奶和水混合溫度，混合溫度是18℃
（2）若水的質(zhì)量為1.5kg，在這個過程中水吸收的熱量是5.04×10⁴J
（3）小明同學想根據(jù)圖形分析“牛奶和水的比熱容誰大”，請問他不能（選填“能”或“不能”）達到目的，請簡單說明，理由是牛奶的質(zhì)量小于水的質(zhì)量
（4）參考小明同學記錄的數(shù)據(jù)，如果你要喝一杯奶咖，可以有兩種方法供你選擇：
①先將燒開的熱咖啡倒入杯中，冷卻5min，然后加一匙冷牛奶
②先將燒開的熱咖啡倒入杯中，立即將一匙冷牛奶加進杯中，然后冷卻5min
你認為方式①的冷卻效果較好．

Answer 1

分析 （1）由于是用水來冷卻熱牛奶，水吸熱、溫度升高，牛奶放熱、溫度降低，據(jù)此確定哪個是表示熱牛奶溫度隨時間變化的曲線；最后達到熱平衡時，溫度不變；
（2）由圖得出水升高的溫度，再利用Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（3）要比較水和牛奶的比熱容大小，必須使奶和水的質(zhì)量相同，并且同樣受熱、放熱，然后比較溫度的變化情況．據(jù)此分析回答．
（4）溫度自然降低的規(guī)律是先快后慢，一杯熱奶咖啡冷卻時，開始時溫度自然降低的快，不需要加冷牛奶．

解答 解：
（1）因為是用水來冷卻熱牛奶，所以水的溫度升高，牛奶的溫度下降，所以“I”是表示熱牛奶溫度隨時間變化的曲線；
圖中A點的物理意義是牛奶和水混合溫度，混合溫度是18℃；
（2）水升高的溫度△t=18℃-10℃=8℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×8℃=5.04×10⁴J
（3）若要比較水和牛奶的比熱容大小，必須使奶和水的質(zhì)量相同，并且同樣受熱、放熱，然后比較溫度的變化情況．在此題中牛奶的質(zhì)量小于水的質(zhì)量，所以不能達到目的．
（4）由圖線“Ⅰ”可知高溫物體溫度自然降低的規(guī)律是先快后慢，一杯熱奶咖啡冷卻時，開始時溫度自然降低的快，不必加冷牛奶，5min后在溫度降低比較緩慢的時候再加一匙冷牛奶，效果會比一開始就加冷牛奶到熱咖啡中好一些．方式①的冷卻效果較好．
故答案為：
（1）I；牛奶和水混合溫度，混合溫度是18℃；
（2）5.04×10⁴；
（3）不能；牛奶的質(zhì)量小于水的質(zhì)量；
（4）①．

點評 本題考查了圖線分析、求水的初末溫度、求水吸收的熱量，分析清楚圖象、由圖象求出相關(guān)溫度是正確解題的關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)知識、應用熱量公式即可正確解題．