現需要12kg,43℃的溫水,但只有17℃的冷水和95℃的熱水.現用質量為m1的17℃的冷水與質量為m2的95℃的熱水混合成12kg的43℃的溫水,則
A.m1=2kg,m2=10kg
B.m1=4kg,m2=8kg
C.m1=6kg,m2=6kg
D.m1=8kg,m2=4kg
D
可以假設冷水的質量為m1,熱水的質量為m2,根據熱量的計算公式Q=cm△t分別寫出冷水吸熱和熱水放熱的式子,根據熱平衡方程Q吸=Q放,就可以求出冷水和熱水的質量.
解答:(1)質量為m1的17℃的冷水溫度升高到43℃吸收的熱量為:
Q吸=C水m1(43℃-17℃)
(2)質量為m2的95℃的熱水溫度降低到43℃放出的熱量為:
Q放=C水m2(95℃-43℃)
根據熱平衡方程Q吸=Q放,
∴C水m1(43℃-17℃)=C水m2(95℃-43℃)--①
(3)混合后水的總質量不變,即
m1+m2=12kg--②
聯立①②兩式得:
m1=8kg,m2=4kg
故選D.
點評:本題解題的關鍵是熱平衡方程的應用,利用方程的思想解決問題是物理學中經常使用的方法,是學生應掌握的解題技能之一.