Question

13．在一標準大氣壓下，將50L的水從40℃加熱到沸點．求：
（1）水需要吸收的熱量
（2）提供這些熱量，需要完全燃燒焦碳的質量（q_焦碳=3.0×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）在一標準大氣壓下水的沸點為100℃，知道水的比熱容、質量和初溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水需要吸收的熱量；
（2）由題意可知焦碳完全燃燒放出的熱量Q_放=Q_吸，然后根據Q_放=mq求出需要完全燃燒焦碳的質量．

解答 解：（1）水的體積V=50L=50dm³=0.05m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg，
在一標準大氣壓下，水的沸點t=100℃，
則水需要吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（100℃-40℃）=1.26×10⁷J．
（2）由題意知，焦碳完全燃燒放出的熱量：Q_放=Q_吸=1.26×10⁷J，
由Q_放=mq得，需要完全燃燒焦碳的質量：
m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{焦炭}}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.42kg．
答：（1）水需要吸收的熱量為1.26×10⁷J；
（2）提供這些熱量，需要完全燃燒焦碳的質量為0.42kg．

點評 本題考查了學生對吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）和燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運用，記住一標準大氣壓下水的沸點為100℃，屬于基礎性題目，難度不大．