Question

3．完全燃烧200g的某种燃料，放出6.72×10⁶J的热量，这种燃料的热值是多大？若放出热量全部被水吸收，能使多少kg的20℃水烧开？[在标准大气压下，已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]实际情况下，能烧开水的质量和计算结果相比怎样？说出理由．

Answer 1

分析 （1）根据燃料燃烧放出热量公式Q_放=mq变形计算得出；
（2）由题知，Q_吸=Q_放，知道水的温度变化、水的比热容，再根据Q_吸=cm△t求水的质量．
（3）烧水时，在能量转化中热量有散失，例如：壶本身吸收热量，同时水汽化中散失热量，因此烧开一壶水所提供的热量大于水所吸收的热量，这些因素均会造成实际加热时间的延长．

解答 解：（1）m₁=200g=0.2kg；
根据公式Q_放=m₁q得：
q=$\frac{{Q}_{放}}{{m}_{1}}$=$\frac{6.72×1{0}^{6}J}{0.2kg}$=3.36×10⁷J/kg；
（2）由题知，Q_吸=Q_放=6.72×10⁶J，
∵Q_吸=cm△t，
∴水的质量：
m₂=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{6.72×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=20kg．
（3）由于给水加热时，壶要吸收热量，同时有热散失，所以烧开这一壶水所需提供的热量要大于6.72×10⁶J，
那么能烧开水的质量要小于上面的计算结果．
答：这种燃料的热值是3.36×10⁷J/kg；若放出热量全部被水吸收，能使20kg的20℃水烧开；由于给水加热时，壶要吸收热量，同时有热散失，所以能烧开水的质量要小于上面的计算结果．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料安全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，利用好条件“放出热量全部被水吸收”是本题的关键．