Question

概念建構探究：不同物質傳導熱的能力不同，物質傳導熱的能力可用導熱系數λ來表示．
導熱系數是熱的傳導作用在1平方厘米截面上1秒鐘內溫差為1℃時通過長度1厘米的熱量．
下面是一些物質的導熱系數

物質名稱	導熱系數	物質名稱	導熱系數
銀	4.074	玻璃	0.0084
銅	3.864	水	0.00596
鋁	2.100	冰	0.02310
鎢	2.016	空氣	0.000239
鐵	0.672	棉花	0.000588

（1）由上述表格看出，金屬的導熱系數比非金屬物質的導熱系數______．
（2）導熱系數越大的物質，傳導熱的能力越______．
（3）請寫出導熱的系數的數學表達式，并說明其中各個字母分別表示什么量：
①表達式：______；②各個字母所表示的量：______．
（4）計算題：將一塊長為20cm、截面積為0.5cm²的鋁片加熱到100℃后，將一端接觸一杯質量為500g、初溫為20℃的水，熱傳遞結束時水溫為30℃，求經過多長時間鋁片與水之間的熱傳遞就結束了？（不計熱量損失）

Answer 1

【答案】分析：（1）分析表中數據得出金屬的導熱系數與非金屬物質的導熱系數的大小關系；
（2）由導熱系數的含義（在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量）說明導熱系數越大的物質傳導熱的能力強弱；
（3）根據導熱系數的含義（在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量）得出表達式，并指出各個字母表示的物理量；
（4）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；不計熱損失，可得鋁片傳遞的熱量，再根據λ=求傳遞時間．
解答：解：（1）由表格中數據得出，金屬的導熱系數比非金屬物質的導熱系數大；
（2）導熱系數越大，說明在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量越大，即傳導熱的能力越強；
（3）①由導熱系數是指在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量可得關系式：λ=，
②上式中：λ為導熱系數，Q為傳遞的熱量；L為傳導的長度，S為物體的橫截面積，t為傳熱的時間，△T為物體的溫差；
（4）不計熱量損失，Q=Q_水吸=cm（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（30℃-20℃）=2.1×10⁴J，
∵λ=，
∴t==≈5714s．
故答案為：（1）大；（2）強；（3）λ=；（4）經過5714s鋁片與水之間的熱傳遞結束．
點評：本題考查了學生分析數據得出規律的能力、考查了熱量的計算，理解并用好導熱系數的含義（在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量）是本題的關鍵．