Question

14．王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知木炭的热值为3.4×10⁷J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收，求：
（1）在这个过程中水吸收的热量？
（2）在这个过程中用掉多少木炭？

Answer 1

分析 （1）由热量公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据效率公式计算出木炭需放出的热量，由Q_放=mq得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$计算需要木炭的质量．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（98℃-18℃）=1.68×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得木炭燃烧需放出热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{10%}$=1.68×10⁷J，
由Q_放=mq得需要的木炭：
m_木炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$=0.49kg．
答：（1）在这个过程中水吸收1.68×10⁶J的热量；
（2）在这个过程中用掉0.49kg木炭．

点评 本题利用了燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq、Q_吸=cm△t和η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$进行计算．在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位．