Question

12．（1）建筑工地上有一台大型汽车吊，把100t建筑材料从地面吊到15m高处，汽车吊做的有用功为1.5×10⁷J．在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为2.0kg，则完全燃烧2.0kg柴油释放的内能为8.6×10⁷J，该过程中汽车吊的效率为17.4%．（柴油的热值为q=4.3×10⁷J/kg，取g=10N/kg）
（2）在一个标准大气压下，2kg的初温为20℃的水，吸收了7.0×10⁵J的热量后，水温度升高了80℃

Answer 1

分析 （1）①知道建筑材料的质量，可利用公式G=mg计算出建筑材料的重力，又知道上升的高度，可利用公式W_有用=Gh计算出汽车吊做的有用功．
②知道柴油的质量和柴油的热值，可利用公式Q_放=mq计算出柴油完全燃烧放出的热量，即燃烧柴油释放的内能．
③利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$计算出汽车吊的效率．
（2）根据热量公式Q_吸=cm△t可计算水的温度升高了多少摄氏度．

解答 解：（1）①m=100t=1×10⁵kg，h=15m，
建筑材料的重力为：G=mg=1×10⁵kg×10N/kg=1×10⁶N，
汽车吊做的有用功为：W_有用=Gh=1×10⁶N×15m=1.5×10⁷J．
②m_柴油=2.0kg，q=4.3×10⁷J/kg，
柴油完全燃烧放出的热量为：Q_放=mq=2.0kg×4.3×10⁷J/kg=8.6×10⁷J．
③汽车吊的效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.5×1{0}^{7}J}{8.6×1{0}^{7}J}$×100%≈17.4%．
（2）由Q_吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{7.0×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×2kg}$≈95℃
t=t₀+△t=20℃+95℃=115℃
因为在一个标准大气压下，所以水的温度升高到100℃将不再上升，因此水温度升高了100℃-20℃=80℃．
故答案为：（1）1.5×10⁷；8.6×10⁷；17.4%；（2）80．

点评 此题主要考查的是学生对功的计算公式、热值的计算和热机效率计算公式的理解和掌握，在计算过程中要注意单位的换算