题目内容

9.小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).问:
(1)在标准大气压下,1kg初温30℃的水吸收了3.78×105J的热量后,其温度升高了多少℃?
(2)若将3kg初温20℃的水烧开,水需要吸收多少热量?若普通煤的热值为3×107J/kg,小明家煤炉的效率只有16%,那么他将3kg初温20℃的水烧开需要多少kg的煤?
(3)家用煤炉除热效率低浪费能源外,另一个主要缺点是什么?

分析 (1)知道水的质量、水的比热容、水吸收的热量,利用吸热公式Q吸=cm△t求其温度升高了多少℃;
(2)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(一个标准大气压下水的沸点100℃),利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
由题知Q吸=16%Q放,再利用Q放=mq计算需要煤的质量;
(3)从煤炉的效率、污染等方面分析.

解答 解:(1)由Q吸=cm△t可得:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{3.78×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×1kg}$=90℃
水的末温:t=t0+△t=30℃+90℃=120℃
由于一标准大气压下水的沸点为100℃,所以水温升高值为100℃-30℃=70℃.
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃-20℃)=1.008×106J;
由题知,Q吸=16%Q放,
Q放=$\frac{{Q}_{吸}}{16%}$=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{16%}$=6.3×106J;
Q放=m′q,
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{6.3×1{0}^{6}J}{3×1{0}^{7}kg}$=0.21kg;
(3)用煤炉烧水的主要缺点:效率低;污染环境.
答:(1)其温度升高了70℃;
(2)若将3kg初温20℃的水烧开,水需要吸收1.008×106J热量;他将3kg初温20℃的水烧开需要0.21kg的煤;
(3)家用煤炉除热效率低浪费能源外,另一个主要缺点是污染严重.

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,增强了学生的节能意识、环保意识,有意义!

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