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105年
物理
第 48 題
從100 ℃的蒸汽爐內取出質量200公克的熱金屬塊，迅速投入10 ℃的量熱計內，此量熱計含銅質圓筒和攪拌器之質量共200公克，其中盛有182公克的水。若混合後的熱平衡溫度為20 ℃，則該金屬塊的比熱為多少卡/公克-℃? (銅的比熱為0.09卡/公克-℃)
- A 0.105
- B 0.115
- C 0.125
- D 0.135
思路引導 VIP
當我們將一個極熱的物體放入裝有冷水的金屬容器中，一段時間後整個系統達到相同的溫度。在這個過程中，總共有哪些物體「失去」了能量，哪些物體「得到」了能量？如果我們假設熱量沒有散失到空氣中，這些物體之間的能量變化關係應該如何用數學等式來表達呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確計算出正確數值，代表你對熱平衡的物理本質掌握得相當紮實。這題的核心在於「能量守恆」，當高溫的熱金屬塊投入低溫的量熱計中時，金屬塊所放出的熱量，會完整地被水以及量熱計（銅質圓筒與攪拌器）所吸收。只要能列出正確的熱量變化等式，問題就迎刃而解了。
熱平衡方程式的建立與運算
根據公式 $Q = m \cdot s \cdot \Delta T$，我們可以建立如下的熱收支平衡：
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