Question

3．在标准大气压下初温为20℃、质量为10kg的水，加热到60℃，应该吸收1.68×10⁶J的热量，如果通过燃烧焦炭对这些水加热，水吸收焦炭燃烧放出热量的效率是40%，那么完全燃烧0.42kg的焦炭，能够使这些20℃的水升高到100℃．（已知焦炭的热值是3.0×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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．

解答 解：
（1）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；
（2）完全燃烧焦炭放出的热量：
Q_放=m′q=0.42kg×3.0×10⁷J/kg=1.26×10⁷J．
因为Q_吸=cm△t=Q_放×40%，
所以△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J×40%}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×10kg}$=120℃，
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℃，
即：初温为20℃的水，吸热后温度升高到100℃．
故答案为：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、效率公式的了解与掌握，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．