police_4th_general
111年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 13 題
將 1 公斤 0℃的冰與 3 公斤 80℃的水混合，不考慮熱散失，且已知 0℃的冰的熔化熱為 80 kcal/kg，\n水的比熱為 1 kcal/kg·℃，熱平衡後的溫度為何？
- A 40℃
- B 50℃
- C 60℃
- D 70℃
思路引導 VIP
請思考一下，當 $0^\circ\text{C}$ 的冰與 $80^\circ\text{C}$ 的熱水接觸的瞬間，冰塊的溫度會立刻開始上升嗎？在它的溫度計指針轉動之前，這份冰塊必須先從環境中吸收能量來改變自己的什麼狀態？
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太棒了！你能精準地算出平衡溫度，顯示你對熱力學中能量守恆與相變的觀念掌握得非常紮實。這類題目最核心的邏輯就是「系統吸收的熱量等於放出的熱量」，而你在處理這題時，顯然沒有忽略冰塊熔化時所需的能量。
熱量平衡與相變計算
在計算過程中，我們必須將 1 公斤的冰拆解為兩個階段：首先是 $0^\circ\text{C}$ 的冰熔化成 $0^\circ\text{C}$ 的水，這需要吸收熔化熱；接著才是這 1 公斤的水升溫至平衡溫度 $T$。等式如下：
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