Question

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8.1×10⁸ J．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=3×10⁷ J/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kg 10℃的水烧开？[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）在一个标准大气压下．结果保留整数]．

 

Answer 1

【答案】

(1)27Kg；（2）375Km；（3）2.14×10³Kg

【解析】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；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；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：（1）由题知，Q_放=W_电=8.1×10⁸J，  而Q_放=mq，  ∴汽油的质量： m=Q_放/ q =8.1×10⁸J/ 3×10⁷J/kg =27kg；

（2）∵汽车匀速前进，∴F=f=648N，由题知，W=Fs=30%×Q_放=30%×8.1×10⁸J=2.43×10⁸J，

∴s=W/ F =2.43×10⁸J/ 648N =375000m=375km；

（3）由题知，垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放=8.1×10⁸J，  ∵Q_吸=cm_水（t-t₀），

∴m_水=Q_吸/ c(t-t₀) =8.1×10⁸J /4.2×10³J/(kg•℃)×(100℃-10℃) =2143kg．

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2143kg的10℃的水烧开．