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109國中會考(補考)自然科第42

 

題目

溫度固定為 25℃ 的環境下,一個玻璃杯內裝有 50 g 的純水,剛開始玻璃杯與純水的溫度皆為 45℃,一段時間後,兩者皆與環境達熱平衡。若此降溫過程中,純水散失的熱量與玻璃杯散失的熱量相等,且水的蒸發忽略不計,已知純水與玻璃的比熱分別為 1.0 cal/g•℃ 與 0.2 cal/g•℃,則玻璃杯的質量應為多少?
(A) 10 g 
(B) 50 g
(C) 100 g 
(D) 250 g
 

答案

D

 

解析

本題主要是問熱平衡的觀念。

高溫所放出的熱等於低溫所吸收的熱,

純水散失的熱量與玻璃杯散失的熱量相等

Þ H = H ( H=M ×S ×△T )

純水=50 g

純水溫度=45℃

純水比熱= 1.0 cal/g•℃

玻璃杯溫度=45℃

玻璃的比熱=0.2 cal/g•℃

設玻璃杯質量=X g

兩者皆與環境達熱平衡環境溫度=25℃

50×1×(45-25) = X×0.2×(45-25)

X=250 g

選項(D) 250 g,是正確。

所以答案選D。

 

解題技巧

本題中的關鍵詞兩者皆與環境達熱平衡」、「純水散失的熱量與玻璃杯散失的熱量相等Þ H = H ( H=M ×S ×△T ),設玻璃杯的質量=X g,50×1×(45-25) = X×0.2×(45-25),X=250g。

 

知識節點

熱平衡

 

原理

一、熱平衡

 1.熱量是高溫傳到低溫

 2.熱平衡:當熱水和冷水混合時,熱水溫度下降,冷水溫度上升,當溫度相同時,即為熱平衡

 (1)溫度不同的水混合,熱量由高溫處向低溫處傳播,直到溫度相同

 (2)高溫所放出的熱等於低溫所吸收的熱。

熱平衡.jpg

 

3.冷熱水的混合:平衡溫度必介於最高溫最低溫之間。

 (1)熱量不散失:H=H

                  H=H1+H2+…

 (2)若有熱量散失時:H=H+H

                      H=H1+H2+…H

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