Question

3．能量可以轉(zhuǎn)化，也可以轉(zhuǎn)移，如圖甲是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)機(jī)器，利用上面流下的水，沖擊轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)抽水機(jī)將水抽到高處，高處下的水再流下，沖擊轉(zhuǎn)輪，如此循環(huán)往復(fù)，就能一直連續(xù)下去，請(qǐng)判斷該機(jī)器能否實(shí)現(xiàn)并說(shuō)明理由．不能，因?yàn)闄C(jī)械能會(huì)逐漸減少；如圖乙是小明燒水的情景，燃燒8.6×10³厘米³煤氣（煤氣的熱值是3.9×10⁷焦/米³）能使1千克的水從20℃升高到100℃（不考慮能量損失）；燒水時(shí)，通過(guò)熱傳遞增加了水的內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總會(huì)有一部分能量以熱的形式向四周擴(kuò)散，成為無(wú)用的能量，所以抽水機(jī)的機(jī)械能會(huì)逐漸減�。�
（2）不考慮能量損失，水所吸收的熱量，就等于天然氣燃燒釋放的能量，據(jù)此利用熱量的公式可進(jìn)行計(jì)算；
（3）燒水是通過(guò)熱傳遞來(lái)改變水的內(nèi)能．

解答 解：
（1）他設(shè)想的機(jī)器不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌樗畽C(jī)在此過(guò)程中，有部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機(jī)械能會(huì)逐漸減少，所以機(jī)械能總量不守恒，他設(shè)想的機(jī)器不能實(shí)現(xiàn)．
（2）水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
不考慮能量損失，Q_放=Q_吸=3.36×10⁵J，
由公式Q_放=qV得需要天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.9×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈0.86×10^-2m³=8.6×10³cm³．
（3）燒水時(shí)，是熱量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，因此，是熱傳遞改變了水的內(nèi)能．
故答案為：不能，因?yàn)闄C(jī)械能會(huì)逐漸減少；8.6×10³；熱傳遞．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了能量守恒的理解，熱量的相關(guān)計(jì)算，熱傳遞與物體內(nèi)能的改變等，屬熱學(xué)綜合題，難度不大．