Question

19．完全燃烧100g焦炭放出的热量是多少？若这些热量只有42%被5kg的40℃的水吸收，能否将水加热至沸腾？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_焦炭=3×10⁷J/kg，气压为1标准大气压]．

Answer 1

分析 （1）知道焦炭的热值和质量，根据Q_放=mq求出焦炭完全燃烧放出的热量；
（2）知道焦炭完全燃烧放出的热量和效率，根据效率的变形公式Q_吸=ηQ_放求出水吸收的热量，又知道水的比热容、质量、初温，根据t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$求出水的末温，再结合一标准大气压下水的沸点即可判断水是否沸腾．

解答 解：
（1）焦炭的质量m=100g=0.1kg，
则焦炭完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=0.1kg×3.0×10⁷J/kg=3×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，水吸收的热量：
Q_吸=ηQ_放=42%×3×10⁶J=1.26×10⁶J，
由Q_吸=c_水m_水（t-t₀）得，水的末温：
t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}{m}_{水}}$=40℃+$\frac{1.26×1{0}^{3}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×5kg}$=100℃，
在1标准大气压下，水的沸点为100℃，故能将水加热至沸腾．
答：完全燃烧100g焦炭放出的热量为3×10⁶J，能将水加热至沸腾．

点评 本题考查学生对燃料燃烧放出热量公式、热传递过程中的吸热公式及效率公式的理解和运用，计算时注意单位统一，关键是公式及变形公式的应用，难度不大．