Question

4．為探究保溫壺在冬天的保溫效果，一同學(xué)取來保溫壺（參數(shù)如表）并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．將2L的100℃的水裝入保溫壺，經(jīng)過一段時(shí)間后再次測定溫度為70℃，試分析：

品牌	SIMELO
質(zhì)量	0.9千克
容量	2L
底面積	100cm2

（1）裝滿水的保溫壺對桌面的壓強(qiáng)是多少？
（2）該段時(shí)間內(nèi)，水所釋放出的熱量是多少？
（3）你認(rèn)為該款保溫壺的保溫效果在冬天和夏天相同嗎？請做出分析．

Answer 1

分析 （1）保溫壺裝滿水后水的體積和其容積相等，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，裝滿水的保溫壺對桌面的壓力等于壺和水的重力之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對桌面的壓強(qiáng)；
（2）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_放=cm（t₀-t）求出該段時(shí)間內(nèi)水所釋放出的熱量；
（3）根據(jù)發(fā)生熱傳遞的條件有溫度差進(jìn)行解答．

解答 解：（1）保溫壺裝滿水后水的體積：
V=2L=2dm³=2×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m_水=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
裝滿水的保溫壺對桌面的壓力：
F=G_總=（m_水+m_壺）g=（2kg+0.9kg）×10N/kg=29N，
對桌面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{29N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2900Pa；
（2）該段時(shí)間內(nèi)水所釋放出的熱量：
Q_放=cm（t₀-t）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-70℃）=2.52×10⁵J；
（3）夏天氣溫較高、與100℃熱水的溫度差較小，冬天氣溫較低、與100℃熱水的溫度差較大，
根據(jù)熱傳遞的條件--存在溫度差可知，該款保溫壺的保溫效果在夏天效果較好．
答：（1）裝滿水的保溫壺對桌面的壓強(qiáng)是2900Pa；
（2）該段時(shí)間內(nèi)，水所釋放出的熱量是2.52×10⁵J；
（3）不同；夏天氣溫高，溫差較小，水散熱比較慢，保溫效果較好．

點(diǎn)評 本題考查了密度公式和重力公式、壓強(qiáng)公式、放熱公式以及熱傳遞條件的應(yīng)用，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．