Question

1．现代社会，“变废为宝”已成为节约能源的重要途径，例如“填埋”和“焚烧”垃圾都可发电，这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果．经研究表明每焚烧1t垃圾可发电8.1×10⁸J．请同学们计算一下1t垃圾发电产生的这些能量
（1）相当于完全燃烧多少kg的汽油放出的热量？（汽油的热值q=3×10⁷J/kg）
（2）可使效率为30%的汽车匀速前进多少km？（汽车匀速前进受到的摩擦力f=648N）
（3）如果这些能量全部被水吸收，可将多少kg50℃的水烧开？
[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），在一个标准大气压下；结果保留整数]．

Answer 1

分析 （1）知道1t垃圾发电产生的能量W_电，利用Q_放=mq=W_电求汽油的质量；
（2）因为汽车匀速前进，所以汽车的牵引力等于阻力，又知道W=30%×Q_放，利用功的公式求汽车前进的距离；
（3）由题知，垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放，知道水的比热容、水的初温和末温，利用Q_吸=cm_水（t-t₀）=Q_放求水的质量．

解答 解：
（1）由题知，汽油完全燃烧放出的热量：Q_放=W_电=8.1×10⁸J，
由Q_放=mq可得，汽油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.1×1{0}^{8}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=27kg；
（2）汽车匀速前进，F=f=648N，
由题知，牵引力所做的功：W=30%×Q_放=30%×8.1×10⁸J=2.43×10⁸J，
由W=Fs可得，汽车匀速前进的距离：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.43×1{0}^{8}J}{648N}$=375000m=375km；
（3）由题知，垃圾燃烧产生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放=8.1×10⁸J，
由Q_吸=cm_水（t-t₀）可得，烧开水的质量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{8.1×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-50℃）}$≈3.86×10³kg．
答：（1）相当于完全燃烧27kg的汽油；
（2）可供汽车匀速前进375km；
（3）能把3.86×10³kg的50℃的水烧开．

点评 本题考查了学生对吸热公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，计算时要求灵活运用公式．