14.如果把兩袋一樣多的冰塊,分別放在桌上、棉被裡,哪一袋冰塊融化得比較快?
(A)放在桌上的融化得比較快
(B)放在棉被裡的融化得比較快
(C)兩袋融化得一樣快
(D)兩袋融化得快、慢不一定。
統計: A(301), B(37), C(5), D(17), E(0) #653858
詳解 (共 3 筆)
讓我們分析冰塊在桌上和棉被裡的融化速度,找出哪一袋融化得比較快。
背景知識:
• 冰塊融化:冰(固態水)吸收熱量,從固態變為液態(水),需要外界提供熱量(潛熱,約 334 J/g)。
• 熱傳導:
◦ 冰塊融化速度取決於外界環境向冰塊傳遞熱量的速率。
◦ 熱傳速率與環境溫度、接觸材料的導熱性(thermal conductivity)及保溫效果有關。
• 環境條件:
◦ 桌上:冰塊直接暴露在空氣中,與桌面(通常是木材、金屬等)和空氣接觸。
◦ 棉被裡:冰塊被棉被包裹,棉被是保溫材料,阻礙熱量傳遞。
分析:
1 桌上(暴露在空氣中):
◦ 冰塊與室溫空氣(假設 25°C)和桌面直接接觸。
◦ 空氣通過對流(convection)和桌面通過傳導(conduction)將熱量傳給冰塊。
◦ 桌面的導熱性(例如木桌約 0.1-0.2 W/m·K,金屬桌更高)比棉被高,空氣對流也加快熱傳。
◦ 冰塊周圍的熱量交換較快,融化速度較快。
2 棉被裡:
◦ 棉被是保溫材料,導熱性很低(約 0.03-0.05 W/m·K),內部有大量空氣(空氣導熱性約 0.026 W/m·K),熱傳導慢。
◦ 棉被阻隔了外部空氣的對流,減少熱量傳到冰塊。
◦ 冰塊周圍的溫度上升緩慢(棉被內部可能形成低溫環境),融化速度較慢。
3 比較:
◦ 桌上冰塊的熱傳速率高,融化快。
◦ 棉被裡的冰塊被隔熱,熱傳速率低,融化慢。
◦ 假設室溫相同(題目未指定其他條件),桌上冰塊一定比棉被裡的融化快。
逐一檢視選項:
• (A) 放在桌上的融化得比較快:
◦ 符合分析,桌上冰塊熱傳快,融化快。
• (B) 放在棉被裡的融化得比較快:
◦ 不符合,棉被保溫,融化慢。
• (C) 兩袋融化得一樣快:
◦ 不符合,桌上和棉被的熱傳條件不同。
• (D) 兩袋融化得快、慢不一定:
◦ 若環境條件(如室溫、桌面材料、棉被厚度)有極端差異,可能影響結果,但題目未提供此類信息,假設正常條件下,桌上融化快是確定的。
結論:
• 桌上冰塊融化得比較快,因為熱傳速率高。
正確答案:(A) 放在桌上的融化得比較快