Question

观音岩校区为了保证供应住读生的开水，锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃．问：
（1）这些水要吸收热量为多少？这些热量相当于完全燃烧多少烟煤？（已知烟煤的热值为3.0×10⁷J/kg）
（2）如果我校用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m³？（天然气的热值q=8.4×10⁷J/m³．气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，式中V表示气体燃烧的体积）

Answer 1

分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
由题知Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧烟煤的质量．
（2）根据题意可知，水吸收的热量和天然气完全燃烧放出的热量相等，又知道天然气的热值，可利用公式根据Q=Vq的公式变形计算烧水要消耗多少体积的天然气．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×3×10³kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁹J；
由题知，Q_放=m_煤q=Q_吸=1.008×10⁹J，
需要烟煤的质量：
m_煤=

Q放

q

=

1.008×109J

3×107J/kg

=33.6kg．
（2）由题意知：
Q_放=Q_吸=1.008×10⁹J，
由Q_放=Vq可得，学校每天因烧水要消耗天然气的体积：
V=

Q放

q

=

1.008×109J

4.2×103J/m3

=24m³．
答：（1）水吸收的热量是1.008×10⁹J； 这些热量相当于33.6kg烟煤完全燃烧放出的热量．
（2）学校每天因烧水要消耗天然气的体积是24m³．

点评：本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，因条件已给出，难度不大，注意温度升高了（△t）与升高到（末温）的区别．