Question

現代社會，“變廢為寶”已成為節約能源的重要途徑，例如“填埋”和“焚燒”垃圾都可發電，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垃圾可發電8.1×10⁸ J．請同學們計算一下1t垃圾發電產生的這些能量

（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=3×10⁷ J/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=648N）

（3）如果這些能量全部被水吸收，可將多少kg 10℃的水燒開？[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）在一個標準大氣壓下．結果保留整數]．

 

Answer 1

【答案】

(1)27Kg；（2）375Km；（3）2.14×10³Kg

【解析】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；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；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：（1）由題知，Q_放=W_電=8.1×10⁸J，  而Q_放=mq，  ∴汽油的質量： m=Q_放/ q =8.1×10⁸J/ 3×10⁷J/kg =27kg；

（2）∵汽車勻速前進，∴F=f=648N，由題知，W=Fs=30%×Q_放=30%×8.1×10⁸J=2.43×10⁸J，

∴s=W/ F =2.43×10⁸J/ 648N =375000m=375km；

（3）由題知，垃圾產生的能量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放=8.1×10⁸J，  ∵Q_吸=cm_水（t-t₀），

∴m_水=Q_吸/ c(t-t₀) =8.1×10⁸J /4.2×10³J/(kg•℃)×(100℃-10℃) =2143kg．

答：（1）相當于完全燃燒27kg的汽油；（2）可供汽車勻速前進375km；（3）能把2143kg的10℃的水燒開．