Question

17．改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用热传递的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过做功的方式增加燃料混合物的内能．用太阳能热水器给40千克的水加热，水温由18℃升高到36℃，若用燃烧值为3.0×10⁷焦耳/千克的煤给上述的水加热，其效率为20%，则需要燃烧约0.504千克煤．

Answer 1

分析 （1）本题抓住改变物体内能有两种方式：做功和热传递．做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，热传递有传导、对流和辐射三种形式．
（2）知道水的质量、水温的升高值、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
这些热量由燃烧煤提供，利用Q_吸=mq×20%计算需要的煤的质量．

解答 解：（1）饮料放进冰箱后温度降低，是用热传递的方式减少饮料的内能；
活塞压缩燃料混合物使它的温度升高，是压缩气体做功，从而增加燃料混合物的内能；
（2）水的质量m=40kg，初温t₀=18℃，终温t=36℃，水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（36℃-18℃）=3.024×10⁶J；
（2）用煤给水加热的效率为20%，煤燃烧应放出的热量：Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.024×1{0}^{6}J}{20%}$=1.512×10⁷J，
由Q=mq得，需要煤的质量：m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.512×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.504kg．
故答案为：做功；热传递；0.504．

点评 （1）本题考查了改变物体内能有两种方式在生活中的应用，难度不大；
（2）本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，用好条件“效率为20%”是本题的关键．