Question

4．“变废为宝”已成为节约能源的重要途径．“焚烧”垃圾可以发电，这样既处理了垃圾，又节能减排．研究表明焚烧1t垃圾可发电8.4×10⁸J．那么1t垃圾发电产生的这些能量．
（1）相当于完全燃烧多少kg的汽油放出的热量？（汽油的热值q=4×10⁷J/kg）
（2）如果这些能量全部被水吸收，可将多少kg20℃的水烧开？（在一个标准大气压下）
（3）可使效率为30%的汽车匀速前进多少km？（汽车匀速前进的牵引力F=600N）

Answer 1

分析 （1）知道1t垃圾发电产生的能量W_电，利用Q_放=mq=W_电求汽油的质量；
（2）由题知，垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放，知道水的比热容、水的初温和末温，利用Q_吸=cm_水（t-t₀）=Q_放求水的质量；
（3）因为汽车匀速前进，所以汽车的牵引力等于阻力，又知道W=30%×Q_放，利用功的公式求汽车前进的距离．

解答 解：
（1）由题知，Q_放=W_电=8.4×10⁸J，
根据Q_放=mq可知，
汽油的质量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{8}J}{4×1{0}^{7}J/kg}$=21kg；
（2）垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放=8.4×10⁸J，
Q_吸=cm_水（t-t₀）
即：8.4×10⁸J=4.2×10³J/（kg．℃）×m×（100℃-20℃）
解得：m=2500kg；
（3）由题知，牵引力做功为W=30%×Q_放=30%×8.4×10⁸J=2.52×10⁸J，
根据W=Fs可知，
汽车前进的距离s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.52×1{0}^{8}J}{600N}$=4.2×10⁵m=420km．
答：
（1）相当于完全燃烧28kg的汽油；
（3）能把2500kg的20℃的水烧开；
（2）可供汽车匀速前进420km．

点评 本题考查了学生对吸热公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，计算时要求灵活运用公式．