Question

18．某團隊在海拔3000多米高山上野營時，使用鐵鍋燒水，他們發(fā)現(xiàn)把體積為20L的水從5℃加熱到85℃時，共消耗了3kg的干木柴，已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），干木柴的熱值為1.2×10⁷J/kg）．求：
（1）干木柴完全燃燒放出的熱量．
（2）水吸收的熱量．
（3）鐵鍋燒水的效率．
（4）他們也發(fā)現(xiàn)在高山上用鐵鍋煮馬鈴薯時，盡管鍋里的水嘩嘩地沸騰了很長時間．馬鈴薯還是煮不軟，為什么？

Answer 1

分析 （1）由燃燒值公式Q_放=mq可以求出干木柴釋放的熱量．
（2）已知水的體積可求得其質(zhì)量，知道初末溫度，由熱量公式Q_吸=c_水m（t-t₀）可以求出水吸收的熱量．
（3）由效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可以求出鐵鍋燒水的效率．
（4）海拔高度越高，氣壓越低，沸點越低．

解答 解：
（1）干木柴完全燃燒放出的熱量                                                    
Q_放=mq=3kg×1.2×10⁷J/kg=3.6×10⁷J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量：
m=ρV=20×10^-3m³×1.0×10³kg/m³=20kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×20kg×（85℃-5℃）=6.72×10⁶J，
（3）鐵鍋燒水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{6}J}{3.6×1{0}^{7}J}$×100%≈18.7%．
（4）水沸騰了很長時間馬鈴薯還是煮不軟，這是因為海拔高度越高，氣壓越低，氣壓低，沸點降低，所以不易把馬鈴薯煮軟．
答：（1）干木柴完全燃燒放出的熱量為3.6×10⁷J；
（2）水吸收的熱量為6.72×10⁶J；
（3）鐵鍋燒水的效率為18.7%；
（4）因為海拔高度越高，氣壓越低，氣壓低，沸點降低，所以不易把馬鈴薯煮軟．

點評 本題考查了求熱量、效率等問題，應用熱量公式、熱值公式、效率公式即可正確解題．