Question

3．周末，同学们去郊外野营时，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98C，已知水的比热容为4.2×10³J/（kg．℃）；如果木炭的热值为3.4×10⁷J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求：
（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）在这个过程中需要多少千克木炭；
（3）燃烧木炭对环境有什么影响？（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）由热量公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据Q_吸=Q_放η计算木炭需放出的热量，由Q_放=mq得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$计算需要的木炭；
（3）燃烧木炭会产生烟尘和二氧化碳，增加对大气的污染．

解答 （1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（98℃-18℃）=1.68×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得木材需放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{10%}$=1.68×10⁷J，
由Q_放=mq得需要的木炭：
m_木炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$≈0.49kg．
（3）燃烧木炭产生烟尘和二氧化碳，会对大气有污染，造成温室效应，全球变暖，海平面上升，气候异常．
答：
（1）在这个过程中水吸收了1.68×10⁶J的热量；
（2）在这个过程中用掉0.49kg木炭；
（3）燃烧木炭产生二氧化碳，会产生温室效应．

点评 本题利用了燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq和吸热Q_吸=cm△t进行计算．在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位．