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第 2 题

将初温 T1>T2T_1>T_2、质量为 m1,m2m_1,m_2 的两份水在绝热容器中混合。忽略容器热容、热损失和蒸发;水的比热容 cc 恒定且不发生相变。(a) 列出热平衡并求最终温度 TfT_f。(b) 求冷水吸收的热量。(c) 当 m1=2m2m_1=2m_2 时,判断 TfT_f 在两初温之间的位置。 整个计算过程中须保持符号约定一致,并检查各物理量的 SI 单位。每一小问都可利用前一问所得的中间结果,但物理关系只能在题设模型成立的过程中使用。最后应将结果与初始条件和预期变化趋势比较,并尽可能用另一种关系或极限情形独立检验。 解题时应始终采用题目已定义的符号,并区分距离、时间、质量、温度和电阻等不同物理量。每个等式两侧及各项都必须具有一致量纲,所得结果还须符合题目指定的运动方向、电流方向或热量传递方向等条件。 每一步推导均应回到相应物理定义检查符号与单位,确保中间结果可用于后续各问。 最终结果必须符合题目给出的条件;量纲检验与极限检验是相互独立的校验,不能代替对符号和方向的判断。
Qcold=m1m2c(T1−T2)m1+m2Q_{cold}=\frac{m_1m_2c(T_1-T_2)}{m_1+m_2}
problems.proof.analysis

用极限情形、题设条件或能量平衡进行检验。正确结果应符合预期的物理变化趋势。