Question

17．.氫能源具有來源廣、熱值高、無污染等優點．氫氣的熱值為14.3×10⁷J/kg，若一罐氫氣瓶內裝8kg的氫氣用去了一半后，對罐內余下的氫氣與原來對比，其中關于內能，密度，質量，熱值這些四個物理量中不變的是熱值；在1標準大氣壓下，若用效率為80%的氫氣爐把初溫為20℃，質量是100kg的水燒開，需要燃燒0.294kg的氫氣．[已知水的比熱容是4.2×1 0³ J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）質量是指物體所含物質的多少；密度時某種物質單位體積的質量；
內能與物體的質量、種類、溫度有關；
熱值是燃料的一種特性，它的大小和物質的種類有關，和物體的質量、體積、放出熱量、是否完全燃燒等無關；
（2）在一標準大氣壓下水的沸點100℃，知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量；
根據燃燒的效率求出氫氣完全燃燒放出的熱量，最后根據Q=mq求出需要燃燒的氫氣．

解答 解：（1）一罐氫氣瓶內氫氣用去了一半后，氫氣的質量變為原來的一半，體積不變，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，氫氣的密度變小；
氫氣的溫度不變，質量減小，內能減小；
熱值是燃料的一種特性，氫氣的狀態和物質種類不變，熱值不變；
（2）在一標準大氣壓下水的沸點100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁷J；
因為氫氣爐的效率為80%，
所以，氫氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{80%}$=4.2×10⁷J，
由Q_放=mq可得需要燃燒氫氣的質量：
m_氫氣=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{14.3×1{0}^{7}J}$≈0.294kg．
故答案為：熱值；0.294．

點評 本題考查了熱量的計算和燃料熱值的應用，關鍵是知道在一標準大氣壓下水的沸點100℃．