题目内容
【题目】某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在6min内完全燃烧了0.18kg的天然气(每分钟放热相同).(水的比热容为4.2×103J/(kg℃)),天然气的热值为5×107J/kg.
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(1)完全燃烧0.18kg天然气释放的热量为多少?
(2)“2~4min”内水吸收的热量是多少?
(3)在烧水过程中,“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”哪段时间内热效率最高?最高热效率是多少?
【答案】(1) 9×106 J (2)8.4×105J (3)0~2min热效率最高 42%
【解析】
(1)天然气完全燃烧产生的热量:
Q放=m天然气q天然气=0.18kg×5×107J/kg=9×106J。
(2)2~4min,水升高的温度:
△t=70℃-50℃=20℃,
则水吸收的热量:
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg℃)×10kg×20℃=8.4×105J。
(3)由图可知,随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故0~2min时间内,在吸收热量相同的情况下,升高的温度最高,热效率最大;
0~2min内,水升高的温度:
△t′=50℃-20℃=30℃,
水吸收的热量:
Q吸′=c水m水△t′=4.2×103J/(kg℃)×10kg×30℃=1.26×106J,
0~2min内,天然气释放的热量
,
烧水时的最高热效率:
。
答:(1)天然气完全燃烧产生的热量为9×106J;
(2)2~4min时间,水所吸收的热量为8.4×105J;
(3)“0~2min”烧水的效率最高;最高热效率为42%。
【题目】如图所示,薄壁柱形容器A与实心正方体B放置在水平地面上。容器A中装有水,底面积为1.5×10-2米2,实心正方体B的边长0.1米。现将实心柱体B浸没在容器A中,分别测出正方体B放入前后水对容器底部压强p水、容器对水平地面的压强p容,如下表所示。求:
放入前 | 放入后 | |
p水(帕) | 980 | 1470 |
p容(帕) | 1470 | 2450 |
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(1)放入正方体前,容器中水的深度h。
(2)正方体的质量mB。