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使用次数:101
更新时间:2008-08-18
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1.

(20)在野外施工中,需要使质量 m4.20 kg的铝合金构件升温。除了保温瓶中尚存有温度 t 90.0℃的1.200 kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度 t0=10℃升温到 66.0℃以上(含66.0℃),并通过计算验证你的方案.已知铝合金的比热容 c0.880×l03J·(Kg·℃)-1,水的比热容c0 =4.20×103J·(Kg·℃)-1,不计向周围环境散失的热量。

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题型:计算题
知识点:物理竞赛
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【答案】

参考解答

1. 操作方案:将保温瓶中℃的热水分若干次倒出来。第一次先倒出一部分,与温度为℃的构件充分接触,并达到热平衡,构件温度已升高到,将这部分温度为的水倒掉。再从保温瓶倒出一部分热水,再次与温度为的构件充分接触,并达到热平衡,此时构件温度已升高到,再将这些温度为的水倒掉。然后再从保温瓶中倒出一部分热水来使温度为的构件升温……直到最后一次,将剩余的热水全部倒出来与构件接触,达到热平衡。只要每部分水的质量足够小,最终就可使构件的温度达到所要求的值。

2. 验证计算:例如,将1.200kg热水分5次倒出来,每次倒出0.240kg,在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中,水放热为

                                      1

构件吸热为

                                                2

及题给的数据,可得

         27.1                                          3

同理,第二次倒出0.240kg热水后,可使构件升温到

         40.6                                          4

依次计算出的数值,分别列在下表中。

倒水次数/

1

2

3

4

5

平衡温度/

27.1

40.6

51.2

59.5

66.0

可见66.0℃时,符合要求。

附:若将1.200kg热水分4次倒,每次倒出0.300kg,依次算出的值,如下表中的数据:

倒水次数/

1

2

3

4

平衡温度/

30.3

45.50

56.8

65.2

由于65.2℃<66.0℃,所以如果将热水等分后倒到构件上,则倒出次数不能少于5次。


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