Question

【題目】由于怕飯菜太燙，來不及冷卻而影響小明的早餐，媽媽總是很早就起床了。為了讓媽媽多睡一會兒，小明就想到一種讓物體快速冷卻的方法。為此小明進行了如下的探究，小明注意到媽媽是把飯放小明注意到媽媽是把飯菜放在空氣中冷卻的，而廚房中適合用來冷卻的另一種物質就是水．水和空氣哪個的導熱性能好呢？為此小明用兩個相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個放在溫度與室溫相同的水中，另一個就放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個瓶都用木塊墊起來，放在同一個桌面上．如圖所示．

實驗時他每隔一定的時間記錄一次甲、乙兩溫度計的示數，得到的數據如下表：

（1）對裝在相同甲、乙兩個瓶中的初溫相同的牛奶，小明還要控制牛奶的______相同。

（2）小明通過實驗，發現在相同的情況下______的導熱性能更好。

（3）進一步分析表中甲的示數，小明又發現，在冷卻過程中，牛奶冷卻的快慢前后并不一致，是越來越____的．小明想用“冷卻速度”（用字母v代表）來定量表示冷卻的快慢程度，請你給物理量下個定義：物體在單位時間內_______下降的多少叫做冷卻速率．

（4）小明又仔細分析了冷卻速度變小的原因，認識到這是因為牛奶冷卻的快慢還會受到誰和牛奶之間的____的影響．

（5）根據（4）中的分析，小明終于找到了一個用水使物體快速冷卻的辦法，并且舉一反三，明白了工業生產中使用流水噴淋法冷卻高溫物體的好處：

①__________；②_____________________．

Answer 1

【答案】質量 水 慢 溫度 溫度差 可以使高溫物體各部分均勻冷卻（水的比熱容比空氣高，能帶走更多熱量） 冷卻水可以通過流動散熱，起到更好的冷卻作用（能形成更大的溫度差，提升冷卻速度）

【解析】

（1）在研究空氣和水的導熱性時，由控制變量法知道，應該保證其它條件相同，即除初溫相同外，還需要牛奶的質量相同；

（2）如果相同時間內溫度下降的越多，說明冷卻效果越好；由表格數據知道，甲、乙的初溫都是70℃，經過18分鐘后，甲瓶溫度為33℃，即降低了70℃-33℃=37℃；而乙瓶在相同的時間內溫度降低到44℃，即降低了26℃，所以，說明水的導熱性更好；

（3）由表格數據知道，當實驗時間較長時，相同時間內牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢，這是由于隨著牛奶溫度下降，周圍水的溫度在升高，使牛奶冷卻的速度變慢了；所以，可以規定物體在單位時間內溫度下降的多少叫做冷卻速率；

（4）物體進行熱傳遞時，熱量傳遞的速度與兩個物體溫度差有關，溫度差越大，熱量傳遞的越快；當實驗時間較長時，相同時間內牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢；這是由于隨著牛奶溫度下降，周圍水的溫度在升高，即兩者溫度差在減小，所以使牛奶冷卻的速度變慢了；

（5）圖中所給裝置優點很多，①可以使高溫物體各部分均勻冷卻，②冷卻水可以通過流動散熱，起到更好的冷卻作用。