Question

【题目】质量相等，温度分别为28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到热平衡时（金属球的温度和水的温度相同），甲容器中水升高到40℃，然后，迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到热平衡,乙容器中水的温度是(不计热量损失和水的质量损失)（ ）

A. 60℃ B. 70℃ C. 88℃ D. 90℃

Answer 1

【答案】D

【解析】

利用金属球放入28℃的水中时，两者发生热传递，根据两者温度的变化，利用热平衡方程确定水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系。利用推导出的水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系，结合第二次热传递求出乙容器中水的温度。

当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：Q金=Q水。设金属球的质量为m金，比热容为c金，水的质量为m水，水的比热容为c水，则：Q金=m金×c金（100℃-40℃），Q水=m水×c水（40℃-28℃）因为：Q金=Q水，所以：m金×c金（100℃-40℃）=m水×c水（40℃-28℃），化简得：，

当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：Q水=Q金。由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m金 比热容为c金，水的质量为m水，水的比热容为c水，此时两者共同的温度为t℃，则：Q水=m水×c水（100℃-t℃），Q金=m金×c金（t℃-40℃），因为：Q水=Q金，即：m水×c水（100℃-t℃）=m金×c金（t℃-40℃），，5（100℃-t℃）=t℃-40℃，解得：t=90℃。

故选D。