Question

17．.氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，若一罐氢气瓶内装8kg的氢气用去了一半后，对罐内余下的氢气与原来对比，其中关于内能，密度，质量，热值这些四个物理量中不变的是热值；在1标准大气压下，若用效率为80%的氢气炉把初温为20℃，质量是100kg的水烧开，需要燃烧0.294kg的氢气．[已知水的比热容是4.2×1 0³ J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）质量是指物体所含物质的多少；密度时某种物质单位体积的质量；
内能与物体的质量、种类、温度有关；
热值是燃料的一种特性，它的大小和物质的种类有关，和物体的质量、体积、放出热量、是否完全燃烧等无关；
（2）在一标准大气压下水的沸点100℃，知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；
根据燃烧的效率求出氢气完全燃烧放出的热量，最后根据Q=mq求出需要燃烧的氢气．

解答 解：（1）一罐氢气瓶内氢气用去了一半后，氢气的质量变为原来的一半，体积不变，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，氢气的密度变小；
氢气的温度不变，质量减小，内能减小；
热值是燃料的一种特性，氢气的状态和物质种类不变，热值不变；
（2）在一标准大气压下水的沸点100℃，则水吸收的热量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁷J；
因为氢气炉的效率为80%，
所以，氢气完全燃烧放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{80%}$=4.2×10⁷J，
由Q_放=mq可得需要燃烧氢气的质量：
m_氢气=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{14.3×1{0}^{7}J}$≈0.294kg．
故答案为：热值；0.294．

点评 本题考查了热量的计算和燃料热值的应用，关键是知道在一标准大气压下水的沸点100℃．