Question

3．太阳光垂直照射时，每平方厘米的面积上每年共获得4.2×10⁵J的热量，
（1）用这些热量给水加热，可以使多少kg的水温度从15℃升高到55℃？
（2）这些热量的50%用来做功的话，能做多少J的功？
（3）这些热量与完全燃烧多少kg汽油放出的热量相等？（汽油热值：q=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知水吸收的热量、水的比热容和水的温度变化，可利用公式m=$\frac{Q}{c（t-{t}_{0}）}$计算质量；
（2）根据能量守恒分析，若有多少热量来做功，就有多少焦耳的热量转化为多少焦耳的功；
（3）水吸收的热量让汽油完全燃烧来提供，已知汽油的热值，可利用公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$计算汽油的质量．

解答 解：（1）由Q=cm△t得：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.2×10J/（kg•℃）×（55℃-15℃）}$=2.5kg；
（2）这些热量50%用来做功，可做的功W=Q×50%=4.2×10⁵×50%=2.1×10⁵，
（3）由题意可知：Q_放=Q，
由Q_放=mq得需要汽油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈0.0091kg．
答：（1）用这些热量给水加热，可以使2.5kg的水从温度15℃升高到55℃；
（2）这些热量全部用来做功的话，能做2.1×10⁵J的功；
（3）这些热量与完全燃烧0.0091kg汽油放出的热量相等．

点评 本题考查了利用热量的公式Q=cm△t的应用和热量的计算，根据能量守恒，知道若有多少热量来做功，就有多少焦耳的热量转化为多少焦耳的功．