Question

12．“鐵板牛肉”是人們非常喜愛的一種美食，某次的制作過程如下：首先將鐵板加熱到一定的溫度，再將0.4kg、20℃的牛肉盛放在鐵板上，很快牛肉的溫度就會上升到100℃．再過一段時間，牛肉就熟了．（已知牛肉的比熱容為3.5×10³J/（kg•℃））求：
（1）牛肉升高到100℃時從鐵板上所吸收的熱量是多少？
（2）如果將這0.4kg的20℃牛肉用炭火烤制（木炭的熱值為3.4×10⁷J/kg），若木炭燃燒產生的熱量有20%被牛肉吸收，則當牛肉溫度升高到100℃時，至少需要消耗多少克木炭？（此問結果保留1位小數）

Answer 1

分析 （1）由熱量公式Q_吸=cm△t計算牛肉吸收的熱量；
（2）根據Q_吸=Q_放η計算木炭需放出的熱量，由Q_放=mq得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$計算需要的木炭．

解答 解：
（1）牛肉吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=3.5×10³J/（kg•℃）×0.4kg×（100℃-20℃）=1.12×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得、
木炭需放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.12×1{0}^{5}J}{20%}$=5.6×10⁷J，
由Q_放=mq得，
需要的木炭：m_木炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{5.6×1{0}^{5}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$≈0.0165kg=16.5g．
答：（1）在這個過程中牛肉吸收1.12×10⁵J的熱量；
（2）需要用掉16.5g木炭．

點評 本題利用了燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq和吸熱Q_吸=cm△t進行計算．在利用公式時，要注意每個字母表示的物理量及其單位．