一個金屬球半徑為R,密度為冰的三倍.將其加熱到t℃后放在冰面上,金屬球下降高度為h(h>R).已知冰面足夠厚,冰的熔化熱為λ(每千克的冰在熔點時變成同溫度的水所需吸收的熱量).求金屬球的比熱.(球體體積V=πR3,冰面溫度一直保持0℃)
解:如圖所示,熔化的冰的體積:
V冰=(h-R)πR2+×πR3=πhR2-πR3,
m冰=ρ冰V冰=ρ冰(πhR2-πR3),
金屬球的體積:
V金=πR3,
m金=ρ金V金=ρ金πR3=3ρ冰πR3=4ρ冰πR3,
由題知,Q放=Q吸,
即:c金m金△t金=m冰λ,
c金4ρ冰πR3(t℃-0℃)=ρ冰(πhR2-πR3)λ,
∴c金=.
答:金屬球的比熱為.
如圖所示,求出熔化的冰的體積,利用密度公式求熔化冰的質(zhì)量;
求出金屬球的體積,利用密度公式求金屬球的質(zhì)量;
由題知,金屬球從初溫t℃降到0℃放出的熱量等于冰熔化吸收的熱量,知道冰和金屬的密度關(guān)系,據(jù)此求金屬的比熱.
點評:本題考查了學生對密度公式、熱量公式、熱平衡方程的掌握和運用,能求出熔化冰的體積是本題的關(guān)鍵.