Question

28、由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了．为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此小明进行了如下的探究：
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上．如图所示．
实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：

时间/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
甲的示数/℃	70	60	53	47	42	39	37	35	34	33
乙的示数/℃	70	66	61	58	55	52	50	48	46	44

（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？

质量

；

初温

（2）小明通过实验，得到的正确结论是什么？

放在水中冷却比在空气中冷却效果要好

；
（3）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越

慢

的．小明想用“冷却速度”（用字母V代表）来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：

相同时间内下降的温度

叫做冷却速率．
（4）小明又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到

水温

的影响．
（5）根据（4）中的分析，小明终于找到了一个用水使物体快速冷却的办法，并且举一反三，明白了工业生产中使用流水喷淋法冷却高温物体的好处：①

可以使高温物体各部分均匀冷却

；②

冷却水可以通过流动散热，起到更好的冷却作用

．

Answer 1

分析：控制变量法是让某一个相关因素发生变化，观察其对结果的影响．
影响牛奶降低温度的因素很多，比如牛奶的质量、初温等等．
根据表格数据，如果温度计温度越低，说明冷却效果越好．
物体进行热传递时，热量传递的速度与两个物体温度差有关，温度差越大，热量传递的越快．
图中所给装置优点很多，比如可以使高温物体各个部位都与水接触，方便均匀冷却；落水经过冷却塔后，温度降低，可以重新对高温物体起到良好的冷却作用．

解答：解：与牛奶降温的因素很多，但只能保证其中一个发生改变，所以需要让质量和初温相同．
通过实验数据发现，相同时间内，水中浸泡的牛奶温度较低，说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好．
当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，就是指冷却速率变慢．这是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，使牛奶冷却的速度变慢了．
使用图中装置有许多好处，可以使高温物体各部分均匀冷却，冷却水可以通过流动散热，起到更好的冷却作用．
故答案为：
（1）质量，初温．
（2）放在水中冷却比在空气中冷却效果要好．
（3）慢，相同时间内下降的温度．
（4）水温．
（5）①可以使高温物体各部分均匀冷却．
②冷却水可以通过流动散热，起到更好的冷却作用．

点评：本题考察学生对热传递现象的理解能力，同时结合物理知识，要求对所给装置进行具体分析．