Question

5．質(zhì)量為0.5kg的鋁壺里裝了2kg初溫度為20℃的水，在燒水過(guò)程中，求：
（1）水溫升高50℃，共需吸收多少熱量？
（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，若初溫為20℃的這些水吸收了8.4×10⁵J的熱量后，水溫度可升高多少攝氏度？
（3）用液化石油氣對(duì)這些水進(jìn)行加熱，若液化石油氣完全燃燒時(shí)放出的熱量只有50%被水吸收，則需要完全燃燒多少千克的液化石油氣？
[已知：水的比熱容C_水=4.2×10³J/（kg•℃），鋁的比熱容C_鋁=0.88×10³J/（kg•℃），煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容，水的溫度升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
知道鋁壺的質(zhì)量、鐵的比熱容，鋁壺的溫度升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求鐵鍋吸收的熱量；最后求總熱量．
（2）根據(jù)熱量公式Q_吸=cm△t可計(jì)算水的溫度升高了多少攝氏度，然后根據(jù)水的沸點(diǎn)判斷水的末溫．
（3）求出了水吸收的熱量，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=50%求煤氣灶實(shí)際放出的熱量；
知道液化石油氣的熱值和放出的熱量，根據(jù)Q_放=mq求出需要完全燃燒液化石油氣的質(zhì)量．

解答 解：
（1）鋁壺和水的溫度升高值：△t=50℃，
水吸收的熱量：
Q_水=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×50℃=4.2×10⁵J；
鋁壺吸收的熱量：
Q_鋁=c_鋁m_鋁△t=0.88×10³J/（kg•℃）×0.5kg×50℃=2.2×10⁴J；
Q_總=Q_水+Q_鋁=4.2×10⁵J+2.2×10⁴J=4.42×10⁵J．
（2）由Q_吸=cm△t得：水溫變化量：
△t′=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•°C）×2kg}$=100℃
t=t₀+△t′=20℃+100℃=120℃，
因?yàn)樵谝粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，
所以水的溫度升高到100℃將不再上升，水溫度可升高100℃-20°C=80°C．
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=50%，
可得，燃燒煤氣放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{水}}{50%}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{50%}$=8.4×10⁵J；
根據(jù)Q_放=mq可得，需要完全燃燒液化石油氣的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.02kg．
答：（1）水溫升高50℃，共需吸收4.42×10⁵J熱量；
（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，若初溫為20℃的這些水吸收了8.4×10⁵J的熱量后，水溫度可升高80°C；
（3）用液化石油氣對(duì)這些水進(jìn)行加熱，若液化石油氣完全燃燒時(shí)放出的熱量只有50%被水吸收，則需要完全燃燒0.02kg的液化石油氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)熱量公式Q_吸=cm△t、效率公式和燃料燃燒放出熱量計(jì)算公式Q_放=mq的掌握和運(yùn)用．注意在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃．