Question

8．一个热水袋内装有1kg的水，水的温度从90℃降低到30℃，已知水的比热容为4.2×10³ J/（kg•℃），求热水袋内的水放出的热量是多少？这些热量由热值为3×10⁷ J/kg的酒精完全燃烧而放出，需要酒精多少？这些热量由电热器而放出，需要电能多少？（不计热损失）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q_放=cm（t₀-t）求热水袋内水放出的热量；
（2）若这些热量由酒精完全燃烧而放出，即酒精完全燃烧放出的热量等于水放出的热量，再利用Q_放=mq求需要酒精的质量；
（3）若这些热量由电热器放出，电流做功（消耗电能）全部用来产生热量，不计热损失，需要电能等于水放出的热量．

解答 解：
（1）热水袋内的水放出的热量：
Q_放水=cm（t₀-t）=4.2×10³ J/（kg•℃）×1kg×（90℃-30℃）=2.52×10⁵ J；
（2）若这些热量由酒精完全燃烧而放出，则Q_放酒精=Q_放水，
由Q_放酒精=m_酒精q可得，需要酒精的质量：
m_酒精=$\frac{{Q}_{放酒精}}{q}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=8.4×10^-3kg；
（3）这些热量由电热器放出，不计热损失，
需要电能：W=Q_放水=2.52×10⁵J．
答：热水袋内的水放出的热量是2.52×10⁵ J；
这些热量由热值为3×10⁷ J/kg的酒精完全燃烧而放出，需要酒精8.4×10^-3kg；
这些热量由电热器而放出，需要电能2.52×10⁵J．

点评 本题考查了物体放热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，利用好热量的等量关系是关键．