23. 在與外界隔離系統中,假設一塊溫度為 100°C 重量 50.0 g 的銀(比熱 = 0.2350 J/g.°C),和溫度為 0°C 重量 50.0 g 的
鐵塊(比熱 0.4494 J/g.°C)放置接觸在一起,最後兩塊金屬的溫度為何?
(A) 將高於 50°C
(B) 將低於 50°C
(C) 恰好為 50°C
(D) 無法預測
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統計: A(31), B(343), C(5), D(1), E(0) #2154334
統計: A(31), B(343), C(5), D(1), E(0) #2154334
詳解 (共 3 筆)
#4933324
因為銀的比熱較大可以直覺判斷溫度會較接近銀的原始溫度
也可以帶入公式
50x0.2350x(100-t)=50x0.4494x(t-0)
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#6185144
回樓上,應是鐵的比熱比較大,故溫度接近鐵的溫度
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#6569290
解釋為何最終溫度會「接近鐵」的比熱高:
最終平衡溫度 34.33度 C 低於 50度 C。這表示最終溫度會更接近鐵的初始溫度 (0度C),而不是銀的初始溫度 (100度 C)。
為什麼會這樣?
這是因為鐵的比熱 (0.4494 J/g 度C) 遠大於銀的比熱 (0.2350 J/g 度 C)。
這是因為鐵的比熱 (0.4494 J/g 度C) 遠大於銀的比熱 (0.2350 J/g 度 C)。
比熱的意義: 比熱表示升高 (或降低) 單位質量物質單位溫度所需 (或放出) 的熱量。比熱越大,表示該物質吸收或釋放相同的熱量時,其溫度變化越小;或者說,要使其溫度有較大變化,需要吸收或釋放更多的熱量。
從比熱原理判斷
雖然銀和鐵的質量相同,但鐵的比熱幾乎是銀的兩倍。
所以要讓鐵的溫度升高 1 度所需的熱量,幾乎是讓銀的溫度降低 1 度所需熱量的兩倍。
當銀放熱、鐵吸熱達到平衡時,為了讓鐵的溫度從 0 度 C 升高溫度,所需的熱量會讓銀的溫度從 100度C 大幅下降。
鐵對溫度的變化更「抗拒」或「遲鈍」。它需要吸收更多的熱量才能升高一定的溫度,而銀釋放較少的熱量就能降低一定的溫度。
所以最終溫度會更接近比熱較大的物質(鐵)的初始溫度,因為比熱大的物質要改變溫度需要更多的能量。
所以要讓鐵的溫度升高 1 度所需的熱量,幾乎是讓銀的溫度降低 1 度所需熱量的兩倍。
當銀放熱、鐵吸熱達到平衡時,為了讓鐵的溫度從 0 度 C 升高溫度,所需的熱量會讓銀的溫度從 100度C 大幅下降。
鐵對溫度的變化更「抗拒」或「遲鈍」。它需要吸收更多的熱量才能升高一定的溫度,而銀釋放較少的熱量就能降低一定的溫度。
所以最終溫度會更接近比熱較大的物質(鐵)的初始溫度,因為比熱大的物質要改變溫度需要更多的能量。
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