标准解析
两次加热各写一条能量守恒式
两次实验用的是同一个加热器,每秒提供的热量相同,记为 。容器绝热,热量既不流出也不流入,所以每一次都可以写“供给的热量 = 冰融化需要的热量”。
先看水。水一开始是0℃,最后还是0℃,温度没有变化,也没有发生状态变化,因此它既不吸热也不放热。题目没有给水的质量,正是因为它对计算没有影响。
第一次只有加热器供热,600 s 内提供 ,全部用来融化 克冰:
第二次多了一个60℃的铁球。铁球最后降到0℃,放出的热量为
这部分热量也被冰吸收,所以冰融化得更快,只用了 500 s:
两式右边相同,相减得 , W。代回第一式: g。
物理意义很直观:铁球放出的 2640 J 恰好顶替了加热器少工作的那 100 s。最后可把 代回两式检查: J,第一次 J,第二次 J,都对得上。
这类题容易出错的地方是想去求水的质量,或者以为水也要升温。其实只要整个过程中冰没有融完,冰水混合物的温度就被钉在0℃,加热器和铁球给出的热量全部变成了冰的融解热,没有一点用来升温。读题时抓住“融化完成时恰好是0℃”这一句,就能放心地只写融冰这一项。