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科学创新小组设计并制作了一个能将水温调控在48℃左右的自动控温杯,结构示意图如图甲,其夹层填充物为海波晶体(熔点为48℃)。小组同学为检测该自动控温杯控温功能,做了如下测试:在杯中装满100℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,水温下降到48℃并稳定在此温度一段时间;t2时,将杯内的水倒掉,迅速加入20℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,水温上升到48℃并保持。上述检测过程中水温随时间变化曲线如图乙所示。请用所学知识解释图乙中ac段水温变化的原因。(提示:图乙中de段不必作答)

 

答案:
见解析 【解析】 在杯中装满100℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,固态的海波的熔点是48℃,所以海波会吸收热量,变为液态,由于水放出热量,所以水的温度会降低,水温下降到48℃并稳定在此温度一段时间,此时海波的温度为48℃;此过程为ac的图象; t2时,将杯内的水倒掉,迅速加入20℃的水,此时杯内的温度降低,海波会凝固,放出热量,由于晶体凝固时温度不变,仍然为48℃,海波放出的热量会被水吸收,使得水温上升到48℃并保持不变,此过程为de的图象。  
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