题目内容

9.据报道,某海上钻井平台发生爆炸,造成原油大量泄漏,漏出的原油约为7×107L,给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失,已知原油的密度为0.9×103kg/m3,热值为4.4×103J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃).求:
(1)假设这些泄漏的原油完全燃烧,放出的热量为多少?
(2)假设放出的这些热量全部被水吸收,可以使多少千克的水从10℃升高到100℃?
(3)假设放出的这些热量有25%被汽车利用转化为机械能,汽车行驶时受到的阻力为2000N,可以使汽车行驶多少km?

分析 (1)求出油的质量,知道原油的热值,利用Q放=mq求原油完全燃烧放出的热量;
(2)由题知原油完全燃烧放出的热量全被水吸收,又知道水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水的质量;
(3)由题知,汽车发动机把内能转化为机械能的效率是25%,可求转化的机械能,由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力等于受到的阻力,再利用W=Fs求汽车行驶的路程.

解答 解:
(1)由ρ=$\frac{m}{V}$得泄漏原油的质量:
m=ρV=7×104m3×0.9×103kg/m3=6.3×104t=6.3×107kg;
这些原油完全燃烧放出来的热量:
Q放=mq=6.3×107kg×4.4×107J/kg=2.772×1015J;
(2)由题知,水吸收的热量:
Q吸=Q放=2.772×1015J;
由Q吸=c水m水△t得:
水的质量为:m=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}(t-{t}_{0})}$=$\frac{2.772×1{0}^{15}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×(100℃-20℃)}$≈7.3×109kg;
(3)汽车发动机把热量转化为机械能的效率是25%,
所以转化为的机械能:
W=Q放×25%=2.772×1015J×25%=6.93×1014J;
因为汽车匀速行驶,汽车的牵引力:
F=f=2000N,
由W=Fs得汽车行驶的路程:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{6.93×1{0}^{14}J}{2000N}$=3.465×1011m=3.465×108km.
答:
(1)假设这些泄漏的原油完全燃烧,放出的热量约为2.772×1015J;
(2)假设放出的这些热量全部被水吸收,可以使7.3×109kg的水从20℃升高到100℃;
(3)假设放出的这些热量有25%被汽车利用转化为机械能,汽车行驶时受到的阻力为2000N,可以使汽车行驶3.465×108km.

点评 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq、效率公式和功的计算公式的掌握和运用,注意科学记数法的使用(指数运算).

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