Question

3．【提出問題】水和空氣哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱性能好？
【猜想與假設(shè)】小明進(jìn)行了如下猜想：
猜想一：水的導(dǎo)熱性能好；
猜想二：空氣的導(dǎo)熱性能好．
【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
小明用兩個(gè)相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個(gè)放在溫度與室溫相同的水中，另一個(gè)放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個(gè)瓶都用木塊墊起來，放在同一個(gè)桌面上，如上圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)他每隔一定的時(shí)間記錄一次甲、乙兩溫度計(jì)的示數(shù)，得到的數(shù)據(jù)如下表：

時(shí)間/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
甲的示數(shù)/℃	70	60	53	47	42	39	37	35	34	33
乙的示數(shù)/℃	70	66	61	58	55	52	50	48	46	44

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好．
【評(píng)估與交流】
（2）對(duì)甲、乙兩個(gè)瓶中的牛奶，除了要控制它們的初溫相同外，還要控制它們的質(zhì)量相同．
（3）熱牛奶放在水中溫度下降是通過熱傳遞方式來減少（選填“增加”或“減少”）內(nèi)能．
（4）進(jìn)一步分析表中甲的示數(shù)，小明又發(fā)現(xiàn)，在冷卻過程中，牛奶冷卻的快慢前后并不一致，是越來越慢的．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列兩種冷卻方法中，效果較好的是A
A．將滾燙的熱茶冷卻5分鐘，然后加適量冷牛奶
B．先將適量的冷牛奶加進(jìn)滾燙的熱茶中，然后冷卻5min
（6）物理學(xué)中我們用速度來表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，若小明用“冷卻速度”來表示物體冷卻快慢，則“冷卻速度”可定義為：質(zhì)量為1千克的物體，單位時(shí)間內(nèi)降低的溫度叫做冷卻速度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，如果溫度計(jì)溫度越低，說明冷卻效果越好；
（2）控制變量法是讓某一個(gè)相關(guān)因素發(fā)生變化，觀察其對(duì)結(jié)果的影響．影響牛奶降低溫度的因素很多，比如牛奶的質(zhì)量、初溫等等；
（3）做功和熱傳遞改變物體的內(nèi)能的特點(diǎn)：熱傳遞改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移，做功改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)化；
（4）通過在相同的時(shí)間內(nèi)比較溫度下降的多少來比較牛奶冷卻快慢的程度；
（5）根據(jù)水在自然冷卻的過程中溫度變化的規(guī)律來判斷；
（6）結(jié)合學(xué)過的概念給冷卻速度進(jìn)行定義．

解答 解：
（1）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相同時(shí)間內(nèi)，水中浸泡的牛奶溫度較低，說明放在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好；
（2）影響牛奶降溫的因素很多，但只能保證其中一個(gè)發(fā)生改變，所以對(duì)甲、乙兩個(gè)牛奶瓶中的牛奶，除了要控制它們的初溫相同外，還要控制它們的質(zhì)量相同；
（3）熱牛奶放在水中溫度下降時(shí)，內(nèi)能減少，是通過熱傳遞的方式改變牛奶的內(nèi)能；
（4）當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢；
（5）水在自然冷卻的過程中溫度在降低，而且開始時(shí)溫度降低很快，后來溫度降低很慢，所以采用第A種辦法效果更好；
（6）“冷卻速度”可定義為：質(zhì)量為1千克的物體，單位時(shí)間內(nèi)降低的溫度叫做冷卻速度．
故答案為：（1）在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好；（2）質(zhì)量；（3）熱傳遞；減少；（4）慢；（5）A；（6）單位時(shí)間內(nèi)降低的溫度．

點(diǎn)評(píng) 解決此類問題要結(jié)合影響導(dǎo)熱性能的因素利用控制變量法進(jìn)行分析解答．同時(shí)也要結(jié)合物理知識(shí)，要求對(duì)所給裝置進(jìn)行具體分析．