Question

11．国土资源部宣布我国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物（又称“可燃冰”）样品，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．
（1）用“可燃冰”烧水，0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（假设“可燃冰”的热值q=4.2×10⁷J/kg）
（2）若加热效率仅为50%，则杯水吸收的热量共有多少焦耳？
（3）在一个标准大气压下，这么多热量通常情况下可以使50kg水从20℃升高到多少摄氏度？

Answer 1

分析 （1）根据燃料完全燃烧放量公式Q_放=mq计算“可燃冰”完全燃烧所放出的热量；
（2）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可求得杯水吸收的热量；
（3）根据Q=cm△t可求得这么多热量通常情况下可以使50kg水从20℃升高到多少摄氏度．

解答 解：（1）完全燃烧0.1kg“可燃冰”放出的热量：
Q_放=m_可燃冰q_可燃冰=0.1kg×4.2×10⁷J/kg=4.2×10⁶J；
（2）已知，η=50%，Q_放=4.2×10⁶J；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得：
Q_吸=η×Q_放=50%×4.2×10⁶J=2.1×10⁶J；
（3）由Q_吸=cm△t可得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$=10℃，
则t=t₀+△t=20℃+10℃=30℃．
答：（1）0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×10⁶J；
（2）若加热效率仅为50%，则杯水吸收的热量共有2.1×10⁶J；
（3）在一个标准大气压下，这么多热量通常情况下可以使50kg水从20℃升高到30℃．

点评 此题利用了公式Q_放=mq和Q_吸=cm△t进行计算．计算关键是注意升高了（△t）、升高到（末温）和升高（△t）的区别．