《2025年一课一练创新练习九年级物理人教版》

10. 跨学科 ＞ 物理学与日常生活　如图4所示，网红餐饮“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼汤，鱼汤的质量为$2\ kg$、初温为60℃。鹅卵石放热使鱼汤沸腾(不计热量损失，且鱼汤的比热容和沸点视为和水相同，整个过程在标准大气压下进行)。已知鱼汤的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$，鹅卵石的比热容是$c_{石}=0.84×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$，铜块的比热容$c_{铜}=0.39×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$。
(1)鱼汤升温至沸腾的过程中，求鱼汤所吸收的热量。
(2)鱼汤升温至沸腾的过程中，木桶中的鹅卵石温度下降了100℃，求木桶中鹅卵石的质量。
(3)其他条件不变，如果将鹅卵石换成等质量的温度为200℃的铜块，放入木桶后，当铜块温度下降至100℃时，能否使鱼汤沸腾？(通过计算说明)

答案： 10.解：
(1)在一个标准大气压下水的沸点为$100^{\circ}C$，则鱼汤吸收的热量为
$Q_吸=c_水m(t_2 - t_1)=4.2×10^{3}\text{ J/(kg· ^{\circ}C)×2 kg×(100^{\circ}C - 60^{\circ}C)=3.36×10^{5} J$
(2)因为不计热量损失，所以$Q_吸=Q_放$，由$Q_放=c_石m_石\Delta t_石$得
$m_石=\frac{Q_放}{c_石\Delta t_石}=\frac{3.36×10^{5} J}{0.84×10^{3}\text{ J/(kg· ^{\circ}C)×100^{\circ}C}=4 kg$
(3)铜块放出的热量
$Q_铜=c_铜m_铜\Delta t_铜=0.39×10^{3}\text{ J/(kg· ^{\circ}C)×4 kg×(200^{\circ}C - 100^{\circ}C)=1.56×10^{5} J$
而鱼汤升温至沸腾需要的吸收$3.36×10^{5} J$热量，$1.56×10^{5} J＜3.36×10^{5} J$，所以不能使鱼汤沸腾。