Question

19．一個成年人參加一次長跑，身體消耗的能量約為8.4×10⁶J，這些能量相當于完全燃燒0.7kg的干木柴才能得到，將這些干木材放在火爐中用來燒水，可以使8kg的水溫度升高50℃，已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg．℃）．求：
（1）干木材的熱值．
（2）8kg的水溫度升高50℃所吸收的熱量．
（3）木材完全燃燒放出的熱量與水吸收的熱量是否相等？并分析其中的原因．
（4）此火爐燒水時的效率．

Answer 1

分析 （1）因為干木柴完全燃燒放出的熱量等于身體消耗的能量，知道完全燃燒干木柴的質量，可以利用公式Q_放=mq求干木柴的熱值；
（2）由熱量公式Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量；
（3）干木柴燃燒時不一定完全燃燒和干木柴燃燒時釋放的熱量不能完全被水吸收都會造成干木柴完全燃燒釋放的熱量大于水吸收的熱量；
（4）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$即可求出效率．

解答 解：（1）因為Q_放=mq，
所以q=$\frac{{Q}_{放}}{m}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{0.7kg}$=1.2×10⁷J/kg；
（2）8kg的水溫度升高50℃所吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×l 0³ J/（kg•℃）×8kg×50℃=1.68×10⁶J．
（3）由以上計算可知，Q_放＞Q_吸，
原因是：干木柴燃燒時不一定完全燃燒，干木柴燃燒時釋放的熱量不能完全被水吸收等；
（4）煤爐燒水時的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{6}J}$×100%=20%．
答：（1）干木材的熱值是1.2×10⁷J/kg；
（2）8kg的水溫度升高50℃所吸收的熱量是1.68×10⁶J．
（3）不相等；干木柴燃燒時不一定完全燃燒，干木柴燃燒時釋放的熱量不能完全被水吸收；
（4）此煤爐燒水時的效率是20%．

點評 本題考查了學生對燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq、熱量公式Q_吸=cm△t和的掌握和運用，解答此題的關鍵是熟記相關的公式．