Question

12．“铁板牛肉”是人们非常喜爱的一种美食，某次的制作过程如下：首先将铁板加热到一定的温度，再将0.4kg、20℃的牛肉盛放在铁板上，很快牛肉的温度就会上升到100℃．再过一段时间，牛肉就熟了．（已知牛肉的比热容为3.5×10³J/（kg•℃））求：
（1）牛肉升高到100℃时从铁板上所吸收的热量是多少？
（2）如果将这0.4kg的20℃牛肉用炭火烤制（木炭的热值为3.4×10⁷J/kg），若木炭燃烧产生的热量有20%被牛肉吸收，则当牛肉温度升高到100℃时，至少需要消耗多少克木炭？（此问结果保留1位小数）

Answer 1

分析 （1）由热量公式Q_吸=cm△t计算牛肉吸收的热量；
（2）根据Q_吸=Q_放η计算木炭需放出的热量，由Q_放=mq得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$计算需要的木炭．

解答 解：
（1）牛肉吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=3.5×10³J/（kg•℃）×0.4kg×（100℃-20℃）=1.12×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得、
木炭需放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.12×1{0}^{5}J}{20%}$=5.6×10⁷J，
由Q_放=mq得，
需要的木炭：m_木炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{5.6×1{0}^{5}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$≈0.0165kg=16.5g．
答：（1）在这个过程中牛肉吸收1.12×10⁵J的热量；
（2）需要用掉16.5g木炭．

点评 本题利用了燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq和吸热Q_吸=cm△t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．