Question

19．“米線“是一種特色小吃．端上餐桌的有：一碗熱湯，上面浮著一層油；一碟切成薄片的鮮肉；一碗已煮熟的米線．食客先把肉片放進(jìn)湯內(nèi)，稍候再加入米線．現(xiàn)有以下資料：湯的初溫95℃，比熱容4.2×10³J/（kg•℃）；肉片的質(zhì)量為0.2kg，初溫25℃，比熱容3.5×l0³J/（kg•℃）．基于健康緣故，將全部肉片倒入湯內(nèi)，熱平衡后溫度至少達(dá)到85℃（向外界散熱忽略不計(jì)）．問(wèn)：
（1）碗中油層的主要作用是什么？
（2）為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，理論上計(jì)算碗中湯的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）減小液體的蒸發(fā)表面積可有效減慢蒸發(fā)，這樣也會(huì)使液體不會(huì)很快變涼，碗中的油層便起到了很好的減緩水的蒸發(fā)散熱的作用．
（2）從題可知，熱平衡后溫度至少達(dá)到85℃（向外界散熱忽略不計(jì)），從而可以計(jì)算出肉和湯混合后的溫度．而把肉放進(jìn)湯里，肉的溫度升高，吸收熱量，湯的溫度降低，放出熱量，根據(jù)熱平衡方程Q_吸=Q_放便可以計(jì)算出湯的質(zhì)量．

解答 解：（1）碗中油由于其密度比水小且不易蒸發(fā)，漂浮在水的表面上，使水的蒸發(fā)面積減小，則減小了水的蒸發(fā)而帶走熱量，使湯的溫度不易降低．
（2）把肉放進(jìn)湯里，肉的溫度升高，吸收熱量，湯的溫度降低，放出熱量，t_0湯=95℃，c_湯=4.2×10³J/（kg•℃），m_肉=0.2kg，t_0肉=25℃，c_肉=3.5×10³J/（kg•℃），
根據(jù)熱平衡方程Q_吸=Q_放得：c_肉m_肉（t-t_0肉）=c_湯m_湯（t_0湯-t），
即：3.5×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（85℃-25℃）=4.2×10³J/（kg•℃）×m_湯×（95℃-85℃）
解得：m_湯=0．kg．
答：（1）碗中油層的作用是使水的蒸發(fā)面積減小，則減小了水的蒸發(fā)而帶走熱量，使湯的溫度不易降低．
（2）為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，理論上計(jì)算碗中湯的質(zhì)量是1kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了油層可有效地減緩水的蒸發(fā)散熱，也是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，以及對(duì)熱量計(jì)算的了解和掌握，特別是對(duì)熱平衡方程Q_吸=Q_放的應(yīng)用．