Question

9．如圖所示是野營(yíng)洗浴車，他的工作原理是用柴油發(fā)電機(jī)給水加熱較好的解決了解放軍戰(zhàn)士在野外訓(xùn)練時(shí)的洗浴問(wèn)題，他一次可供10名戰(zhàn)士同時(shí)洗澡．若每名戰(zhàn)士每次洗澡用水量為10kg，水溫由20℃升高到40℃，柴油完全燃燒產(chǎn)生能量的20%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能．
（1）10名戰(zhàn)士每次洗澡用水一共吸收多少熱量？
（2）10名戰(zhàn)士每次洗澡要消耗多少柴油？[（計(jì)算結(jié)果精確到0.01kg），水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水溫的升高值、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）這些熱量由燃燒柴油提供，利用Q_吸=mq×20%計(jì)算需要的柴油的質(zhì)量．

解答 解：（1）10名戰(zhàn)士每次洗澡用水的質(zhì)量m=10×10kg=100kg，初溫t₀=20℃，終溫t=40℃，水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）柴油完全燃燒產(chǎn)生能量的效率為20%，
柴油燃燒應(yīng)放出的熱量：Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{20%}$=4.2×10⁷J，
由Q=mq得，需要柴油的質(zhì)量：
m_柴油=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{4.3×1{0}^{7}J/kg}$≈0.97kg．
答：（1）10名戰(zhàn)士每次洗澡用水一共吸收8.4×10⁶J熱量；
（2）10名戰(zhàn)士每次洗澡要消耗0.97kg柴油．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，用好條件“效率為20%”是本題的關(guān)鍵．