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普通物理與普通化學111 年第 16 題單選題

將質量 $2$ 公斤、溫度攝氏 $80$ 度的鋁塊放入一個水桶中，桶中原裝有質量 $10$ 公斤、溫度攝氏 $20$ 度的純水。假設熱量沒有散失，鋁的比熱為 $900 J/kg-K$ ，水的比熱為 $4200 J/kg-K$ 。請問平衡溫度是多少度？

A攝氏

26.7

度

B攝氏

24.6

度

C攝氏

22.5

度正確答案

D攝氏

20.4

度

答案與詳解

正確答案

本題考查熱平衡基本原理，利用「放出的熱量 = 吸收的熱量」公式

m_{1} c_{1} Δ T_{1} = m_{2} c_{2} Δ T_{2}

即可解出平衡溫度。

為什麼答案是 C

正確。依據熱量守恆定律 $Q_{放} = Q_{吸}$ ，代入數值 $2 \times 900 \times (80 - T) = 10 \times 4200 \times (T - 20)$ ，解得 $73 T = 1640$ ， $T \approx 22.465$ ，四捨五入為攝氏 22.5 度。