Question

17．大刚同学和家人去郊游，在外野餐时用木炭烧水．假设当时当地为标准大气压，木炭燃烧放出的热量有10%被水吸收，锅内装有5kg温度为20℃的水，把水加热至沸腾．
求：（1）水吸收的热量；
（2）需要燃烧多少木炭．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_木炭=3.4×10⁷J/kg]．

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．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=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．
答：（1）水吸收1.68×10⁶J的热量；
（2）需要燃烧0.49kg木炭．

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．