[請益] 國二熱平衡的問題

[Jason1222 ()]

我在作南一講義的習題時看到了很多這類的題目
想了很久卻都想不出來,故特別來此版詢問各位先進

題目如下:
將均為20g,25度c的鋁,銅,鐵三球,置於正在沸騰的水中並繼續加熱,
經一段時間後,溫度均停留在100度C,
已知鋁,銅,鐵的比熱分別為0.217,0.093,0.113cal/g-度c
自沸水中取出三球,分別放入三個裝有等質量且同為20度c水的紙杯中,
則各自達成熱平衡時,何者溫度最低?

很多參考解答都寫:因為銅比熱最小,溫度易升降,所以其平衡溫度會最低

但就我所知:
比熱小的物質溫度易升降是因為  H = msT 中, H與m一定, 所以s與T會成反比

反觀這一題  根本無法確定這三個金屬所放出熱量H是否固定
在只有質量m固定的情況下  要怎麼判斷溫差T的大小呢?

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◆ From: 140.112.25.160
推 zealeliot:要實際計算下 末溫分子分母都出現比熱 但還是可以判斷
→ zealeliot:比熱小的末溫還是最低 後面用到些數學工具
推 b600271zxc:H吸熱=msT =  H放熱=msT   寫出來還是可以比的
推 wayc:我想大不了水的質量隨便帶一個值..要比還是可以比..
推 b600271zxc:代20很好算
推 prester:同質量的條件下
→ prester:比熱大的物質，溫度難升難降；比熱小的物質，溫度易升易降
→ prester:而比熱  ：      鋁  >  鐵  >  銅
→ prester:降溫量：     鋁  <  鐵  <  銅
→ prester:銅降溫最多，所以平衡溫度最低，當然用算的最直接，請指教
推 buttercrab:我是這樣教學生的 思考上負擔較輕 就是把ms相乘
→ buttercrab:就可以把它當成一杯水來看 小杯熱水倒進冷水 較低溫
→ buttercrab:只是把高中的熱容量引入 我還幫它取名為水當量
→ Jason1222:我有遇過其他老師的講法同prester的說法,
→ Jason1222:但我當時在意的點是  在三者H不確定的情況下
→ Jason1222:由比熱大小去判斷溫度變化的高低  似乎不太合理
推 Terminator99:你是112理工科系的嗎？
推 fromolive:搭配圖解，這類型的題目會很有系統地解決喔
→ fromolive:剛好昨天台中自然團的研討會，也有討論到這個
→ fromolive:晚點再po上來
→ youngstory:這種題目都算是有瑕疵的題目吧
→ olaf242:熱平衡溫度最低表示該杯水的溫度上升最少,吸熱最少
→ olaf242:且表示該杯金屬的溫度下降最多,但又得放熱少,選比熱大矛盾
推 olaf242:雖然H不固定,但可以知題目要的H最小,但ΔT大,可推得比熱小
→ Jason1222:嗯嗯我瞭解了  謝謝~
→ ptrpan:找112理工科系的有什麼差別嗎？NTUME也很普通啊
→ ptrpan:而且這個題目是並沒有什麼瑕疵的
→ ching55835:這主要是考熱傳速率的觀念吧 比熱越大不易傳熱
→ ching55835:銅比熱最小 在這三種東西中熱傳導速率最快
→ ching55835:熱傳導速率快 溫度降的最快 算是觀念題