Question

現代社會，“變廢為寶”已成為節約能源的重要途徑，例如將垃圾“焚燒”可以發電，這樣既處理了垃圾，又起到了節能減排的效果．經研究表明每焚燒1t垃圾可放出熱量8.4×10⁸J．請同學們計算一下1t垃圾焚燒產生的這些能量
（1）相當于完全燃燒多少kg的汽油放出的熱量？（汽油的熱值q=3×10⁷J/kg）
（2）可使效率為30%的汽車勻速前進多少km？（汽車勻速前進受到的摩擦力f=1680N）
（3）如果這些能量全部被水吸收，可將多少kg20℃的水在一個標準大氣壓下燒開？[c_水=4.2×10³ J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）知道1t垃圾發電產生的能量W_電，利用Q_放=mq=W_電求汽油的質量；
（2）因為汽車勻速前進，所以汽車的牽引力等于阻力，又知道W=30%×Q_放，利用功的公式求汽車前進的距離；
（3）由題知，垃圾產生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放，知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用Q_吸=cm_水（t-t₀）=Q_放求水的質量．

解答：解：（1）由題知，Q_放=W_電=8.4×10⁸J，
∵Q_放=mq，
∴汽油的質量：
m=

Q放

q

=

8.4×108J

3×107J/kg

=28kg；
（2）∵汽車勻速前進，
∴F=f=1680N，
由題知，W=Fs=30%×Q_放=30%×8.4×10⁸J=2.52×10⁸J，
∴s=

W

F

=

2.52×108J

1680N

=1.5×10⁵m=150km；
（3）由題知，垃圾產生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放=8.4×10⁸J，
∵Q_吸=cm_水（t-t₀），
∴m_水=

Q吸

c(t-t0)

=

8.4×108J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=2.5×10⁶kg．
答：（1）相當于完全燃燒28kg的汽油；
（2）可供汽車勻速前進150km；
（3）能把2.5×10⁶kg的20℃的水燒開．

點評：本題考查了學生對吸熱公式、功的公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，知識點多、綜合性強，計算時要求靈活運用公式．