Question

2．能量可以转化，也可以转移．如图甲所示，是达•芬奇设想的永动机．你认为能实现吗？不能；请说明理由：违背了能量守恒定律；如图乙是烧水情景．燃烧1.29×10⁴厘米³天然气（天然气热值是3.9×10⁷焦/米³），能使2千克的水从20℃升高到80℃（不考虑能量损失）；烧水时，通过热传递增加水的内能．

Answer 1

分析 （1）在自然界中能量是守恒的，但仅就机械能而言，其守恒是有条件的，据此判断；
（2）不考虑能量损失，水所吸收的热量，就等于天然气燃烧释放的能量，据此利用热量的公式可进行计算；
（3）烧水是通过热传递来改变水的内能．

解答 解：（1）达•芬奇设想的永动机是不能实现的，因为机械能在相互转化的过程中一定有一部分消耗，转化为其它形式的能，能的总量保持不变，但机械能会减少，因此，永动机违背的能量守恒定律；
（2）水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁵J；
由公式Q=qV得需要天然气的体积：
V=$\frac{Q}{q}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{3.9×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈1.29×10^-2m³=1.29×10⁴cm³；
（3）烧水时，是热量发生了转移，因此，是热传递改变了水的内能．
故答案为：不能；违背了能量守恒定律；1.29×10⁴；热传递．

点评 本题主要考查了能量守恒的理解，热量的相关计算，热传递与物体内能的改变等，属热学综合题，难度不大．