Question

12．太空授課中，亞平老師制作的晶瑩剔透的大水球給大家留下了深刻的印象．若該水球的質量為1kg，5s內溫度由30℃上升到80℃．
求（1）5s的時間，水球吸收了多少熱量？
（2）加熱該水球燃燒了20g熱值為2.1×10⁷J/kg的燃料，釋放的熱量是多少？
（3）本次能量轉化（轉移）的效率是多少？（c_水=4.2×10³J/（kg℃））

Answer 1

分析 （1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量．
（2）知道燃料的質量和熱值，利用Q_放=mq求完全燃燒放出的熱量．
（3）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可求得本次能量轉化（轉移）的效率．

解答 解：（1）水球吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（80℃-30℃）=2.1×10⁴J．
（2）釋放的熱量Q_放=m_燃料q=2.1×10⁷J/kg×2×10^-2kg=4.2×10⁵J，
（3）本次能量轉化（轉移）的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=5%．
答：（1）5s的時間，水球吸收了2.1×10⁴J的熱量；
（2）加熱該水球燃燒了20g熱值為2.1×10⁷J/kg的燃料，釋放的熱量是4.2×10⁵J，
（3）本次能量轉化（轉移）的效率是5%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq以及能量轉化效率的掌握和運用，因條件已給出，難度不大．