Question

12．太空授课中，亚平老师制作的晶莹剔透的大水球给大家留下了深刻的印象．若该水球的质量为1kg，5s内温度由30℃上升到80℃．
求（1）5s的时间，水球吸收了多少热量？
（2）加热该水球燃烧了20g热值为2.1×10⁷J/kg的燃料，释放的热量是多少？
（3）本次能量转化（转移）的效率是多少？（c_水=4.2×10³J/（kg℃））

Answer 1

分析 （1）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求水吸收的热量．
（2）知道燃料的质量和热值，利用Q_放=mq求完全燃烧放出的热量．
（3）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可求得本次能量转化（转移）的效率．

解答 解：（1）水球吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（80℃-30℃）=2.1×10⁴J．
（2）释放的热量Q_放=m_燃料q=2.1×10⁷J/kg×2×10^-2kg=4.2×10⁵J，
（3）本次能量转化（转移）的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=5%．
答：（1）5s的时间，水球吸收了2.1×10⁴J的热量；
（2）加热该水球燃烧了20g热值为2.1×10⁷J/kg的燃料，释放的热量是4.2×10⁵J，
（3）本次能量转化（转移）的效率是5%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq以及能量转化效率的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．