EJU 2026 年第 1 回 物理 第 7 题

考点
物态变化与潜热、温度与热量
领域
热学
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

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 PP。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 600P600P,全部用来融化 mm 克冰:

600P=330m600P=330m

第二次多了一个60℃的铁球。铁球最后降到0℃,放出的热量为

QFe=c MΔT=0.44×100×60=2640 JQ_{\rm Fe}=c\,M\Delta T=0.44\times100\times60=2640\ {\rm J}

这部分热量也被冰吸收,所以冰融化得更快,只用了 500 s:

500P+2640=330m500P+2640=330m

两式右边相同,相减得 100P=2640100P=2640,P=26.4P=26.4 W。代回第一式:m=600×26.4÷330=48m=600\times26.4\div330=48 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 m=48m=48 代回两式检查:330×48=15840330\times48=15840 J,第一次 600×26.4=15840600\times26.4=15840 J,第二次 13200+2640=1584013200+2640=15840 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。

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