Question

15．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），一标准大气压下，初温为20℃、质量为10kg的水，从20℃加热到60℃，应吸收1.68×10⁶J的热量．若通过燃烧焦炭对这些水加热，那么，完全燃烧0.315kg的焦炭，能够使这些20℃的水温度升高到100℃．[已知焦炭的热值是3.0×10⁷J/kg，水吸收焦炭燃烧释放热量的效率是40%]．

Answer 1

分析 已知水的质量、初温、末温以及水的比热容，根据公式Q_吸=cm△t可求水吸收的热量；
知道焦炭的质量和焦炭的热值，利用公式Q_放=mq可计算焦炭完全燃烧放出的热量；由题知，Q_吸=Q_放×40%，再利用吸热公式Q_吸=cm△t计算水升高的温度，得出水的末温（注意水的末温为100℃，水沸腾时，吸热但温度不变）；
对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，据此分析．

解答 解：
水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），
水吸收的热量Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁶J；
完全燃烧焦炭放出的热量：
Q_放=m′q=0.315kg×3.0×10⁷J/kg=9.45×10⁶J．
因为：Q_吸=cm△t=Q_放×40%，
所以△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{9.45×1{0}^{6}J×40%}{4.2×10J/（kg•℃）×10kg}$=90℃，
在1标准大气压下，水的沸点为100℃，并且沸腾时水吸热温度不变，
所以水吸热后，末温为100℃，
初温为20℃的水，吸热后温度升高到100℃．
故答案为：4.2×10³J/（kg•℃）；1.68×10⁶；100；．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、比热容概念的了解与掌握，涉及到水的比热容大的应用，知识点多，属于难题．