Question

19．2010年10月1日18时59分57秒，搭载着我国“嫦娥二号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射成功，此次成功发射标志着我国航天技术已经进入世界领先行列．
（1）长征三号甲运载火箭使用的燃料是氢．氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，它的物理意义是1kg的氢气完全燃烧释放的热量是14.3×10⁷J．现完全燃烧0.42g的氢气能让200g初温为30℃的水温度升高70℃．（标准气压下）
（2）长征三号甲运载火箭上升时，燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功（选填“做功”或“热传递”）把内能转化为火箭的机械能．

Answer 1

分析 （1）燃料热值的物理意义是表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量；
利用公式Q=qm求出氢气放出的热量；再根据公式Q=cm△t求出水升高的温度；
（2）火箭升空时的能量转化关系是：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把内能转化为火箭的机械能．

解答 解：
（1）氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，它的物理意义是1kg的氢气完全燃烧释放的热量是14.3×10⁷J；
完全燃烧0.42kg氢气释放的热量Q=qm=14.3×10⁷J/kg×0.42×10^-3kg=6.006×10⁴J；
根据Q=cm△t可知，
水温度升高的温度为：△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{6.006×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.2kg}$=71.5℃；
水的末温为：t=t₀+△t=30℃+71.5℃=101.5℃；
因为在标准大气压下水的沸点是100℃，所以水升高的温度为70℃；
（2）火箭利用的燃料是氢气，在升空时的能量转化关系是：燃料的化学能先转化为内能，然后内燃机通过做功的方式把内能转化为火箭的机械能．
故答案为：（1）1kg的氢气完全燃烧释放的热量是14.3×10⁷J；70；（2）做功；机械．

点评 此类问题是一道综合题目，考查了燃料热值的物理意义及其特性，会分析能量转化问题及能量的变化情况．