Question

小明和小芳探究了泡沫塑料與棉絮兩種材料的保溫性能的好壞，具體做法是：用兩只相同的密閉的燒瓶各盛80℃的熱水2kg．瓶?jī)?nèi)各插入一只溫度計(jì)，瓶外分別用大小、厚度都相同的泡沫塑料和棉絮包好，放在同一地點(diǎn)使其自然冷卻，然后每隔相同時(shí)間觀察并記錄水溫于下表中：

時(shí)間/min	0	10	20	30	40	…	140	150	160
包泡沫塑料的瓶?jī)?nèi)水溫T1/℃	80	66	56	49	44	…	22	21	20
包棉絮的瓶?jī)?nèi)水溫T2/℃	80	60	47	38	32	…	20	20	20

根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
①他們做實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度為

20

℃．對(duì)比水溫的變化情況可評(píng)定

泡沫塑料

的保溫性能較好．
②經(jīng)過(guò)160min后，兩瓶中的熱水總共向外界放出了多少熱量？[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]（要有計(jì)算過(guò)程）．
③從表中熱水溫度變化的快慢情況分析，瓶中熱水放熱時(shí)還有什么規(guī)律？

Answer 1

分析：（1）熱傳遞的結(jié)果是溫度相同，因此最后水溫達(dá)到的溫度和室溫相同；
保溫性能的好壞主要是看包在羽絨和棉絮中哪個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)變化慢，示數(shù)變化慢的保溫性能好；
（2）根據(jù)放熱的計(jì)算公式Q=cm（t₀-t）即可求出；
（3）主要看溫度變化和時(shí)間的關(guān)系，也就是看溫度變化的快慢規(guī)律．

解答：解：①當(dāng)瓶?jī)?nèi)水與室內(nèi)空氣溫度相等時(shí)，兩者間達(dá)到熱平衡，即瓶?jī)?nèi)水溫降至室溫時(shí)，將不再變化；由表格可看出，最后兩瓶?jī)?nèi)的水溫都保持在20℃不變，故實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度應(yīng)為20℃；
題意可知，所探究的兩種保溫材料厚度、大小均相等，熱水及容器相同，在材料不同的情況下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，包泡沫塑料的瓶?jī)?nèi)溫降低的慢，降低到相同溫度時(shí)所用的時(shí)間較長(zhǎng)，因此保溫性能較好的是泡沫塑料；
②由表中數(shù)據(jù)可得：經(jīng)160min后瓶?jī)?nèi)水溫均由80℃降到20℃，則由比熱公式可求得一瓶水放出的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁵J；
則兩瓶水總共放出熱量Q_總=2Q=2×5.04×10⁵J=1.008×10⁶J；
③由表中數(shù)據(jù)可得出，相同時(shí)間內(nèi)，水溫越高時(shí)，溫度變化越快，即說(shuō)明：溫差越大，傳熱越快．（或開始傳熱快，后來(lái)傳熱慢）；
答：①20，泡沫塑料；②兩瓶水總共放出熱量為1.008×10⁶J；③溫差越大，傳熱越快；（或開始傳熱快，后來(lái)傳熱慢）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了考查了熱量的計(jì)算和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力，要求學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)中要多動(dòng)腦思考，鍛煉自己的綜合分析能力．