题目内容

8.某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装10kg的水,水的表面积为0.2m2,经过太阳光垂直照射30min,水温升高了10℃.问:
(1)实验时10kg的水30min内吸收了多少热量?
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少?
(3)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,至少需要燃烧多少m3的液化气?(假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0×107J/m3)

分析 (1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)在(1)中求出的是30min内在0.2m2表面积上水吸收的热量,据此可求出平均每分钟1m2水面吸收的热量;
(3)由题知,液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,知道液化气的热值,利用Q吸=Q放=Vq求需要的液化气的体积.

解答 解:(1)30min内10kg水吸收的热量:
Q放=cm△t=4.2×103J/(kg.℃)×10kg×10℃=4.2×105J;
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量:
Q=$\frac{{Q}_{吸}}{ts}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{30min×0.2{m}^{2}}$=7×104J/(min•m2);
(3)由题知,Q放=Vq=Q吸=1.26×105J,
需要液化气的体积:
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{5.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=8.4×10-3m3.
答:(1)实验时10kg的水30min内吸收了4.2×105J的热量;
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是7×104J;
(3)至少需要燃烧8.4×10-3m3的液化气.

点评 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用,计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3,不是J/kg.

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