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，小明就想找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，得到的數據如表：

（1）對甲、乙兩個瓶中的牛奶，小明要控制它們哪些量相同？________；________．

（2）小明通過實驗，得到的正確結論是什么？________；

（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：________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______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】牛奶的質量 牛奶的初溫 空氣的導熱性比水的導熱性差 慢 液體單位時間內降低的溫度 外界溫度 流動的水善于傳熱 水循環流動保持水的低溫

【解析】

（1）根據控制變量法的思路分析，根據影響牛奶降低溫度的因素考慮，如牛奶的質量、初溫等；（2）根據表格數據，如果相同時間內溫度下降的越多，說明冷卻效果越好；（3）通過在相同的時間內比較溫度下降的多少來比較牛奶冷卻快慢的程度；并結合學過的概念給冷卻速度進行定義．（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．（5）圖中所給裝置優點很多，比如可以使高溫物體各個部位都與水接觸，方便均勻冷卻；落水經過冷卻塔后，溫度降低，可以重新對高溫物體起到良好的冷卻作用．

(1)在研究空氣和水的導熱性時，應該保證其它條件相同，即牛奶的質量和初溫；

(2)由表格可知，甲、乙最后的溫度都等于室溫，甲、乙的初溫都是70℃，經過18分鐘后，甲瓶溫度為44℃，所以降低了26℃；而乙瓶在相同的時間內降低的溫度為70℃33℃=37℃，說明了空氣的導熱性比水的導熱性差；

(3)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，溫差變小了，使牛奶冷卻的速度變慢了；因此可以規定液體單位時間內降低的溫度叫做冷卻速度。

(4)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。

(5)使用圖中裝置有許多好處，流動的水善于傳熱，可以使高溫物體各部分均勻冷卻；冷卻水可以通過流動散熱，保持水的低溫，起到更好的冷卻作用。

故答案為：(1)牛奶的質量和初溫;(2)空氣的導熱性比水的導熱性差;(3)慢;液體單位時間內降低的溫度;(4)外界溫度;(5)①流動的水善于傳熱；②水循環流動，保持水的低溫。