“①②③④式,解得t2-t0=40℃”如何解?

买不起房啊救命2022-10-04 11:39:541条回答

“①②③④式,解得t2-t0=40℃”如何解?
(上海市第24届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题(2010年),8)质量相等的甲、乙两金属块,其材质不同.将它们放入沸水中,一段时间后温度均达到 100℃,然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中,使冷水升温.第一种方式:先从沸水中取出甲,将其投入冷水,当达到热平衡后将甲从杯中取出,测得水温升高20℃;然后将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,测得水温又升高了20℃.第二种方式:先从沸水中取出乙投入冷水,当达到热平衡后将乙从杯中取出;然后将甲从沸水中取出,投入这杯水中,再次达到热平衡.则在第二种方式下,这杯冷水温度的变化是( )
A.升高不足40℃ B.升高超过40℃
C.恰好升高了40℃ D.条件不足,无法判断
解析方法一:
第一种方式:
设冷水的温度为t0,甲投入冷水后放热Q放=C甲m(100℃-20℃-t0),水吸收的热量为Q吸=C水m水20℃,不考虑热传递过程热量的损失,有Q放=Q吸,所以有C甲m(100℃-20℃-t0)=C水m水20℃,即C甲m/ C水m水=20℃/(100℃-20℃-t0).(①式)
乙投入冷水后放热Q’放=C乙m(100℃-20℃-20℃-t0),同理有C乙m/ C水m水=20℃/(100℃-20℃-t0).(②式)
第二种方式:
设乙投入冷水热平衡后,水温为t1,甲投入冷水热平衡后的水温为t2,则有:
C乙m(100℃-t1)=C水m水(t1-t0),即C乙m/ C水m水=(t1-t0)/(100℃-t1).(③式)
C甲m(100℃-t2)=C水m水(t2-t1),即C甲m/ C水m水=(t2-t1)/(100℃-t2).(④式)
综合①②③④式,解得t2-t0=40℃

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松散 共回答了16个问题 | 采纳率100%
答案里边的②式应该是错的,正确的如下:
C甲m/ C水m水=20℃/(100℃-20℃-t0).(①式)
C乙m/ C水m水=20℃/(100℃-20℃-20℃-t0).(②式)
C乙m/ C水m水=(t1-t0)/(100℃-t1).(③式)
C甲m/ C水m水=(t2-t1)/(100℃-t2).(④式)
联立①式、④式得20℃/(100℃-20℃-t0)=(t2-t1)/(100℃-t2)
得t1=t2-20℃(t2-t1)/(100℃-20℃-t0)、、、、5式
联立②式、③式得20℃/(100℃-20℃-20℃-t0)=( t1-t0)/(100℃-t1)、、、6式
将5式带入6式消去t1 解得t2-t0=40℃
顺便说一下,这类竞赛题不可能一步一步的详细推理解答,只能是推理判断,方可既快又准.
1年前

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