Question

3．能量可以轉化，也可以轉移，如圖甲是小明設計的一個機器，利用上面流下的水，沖擊轉輪，轉輪帶動抽水機將水抽到高處，高處下的水再流下，沖擊轉輪，如此循環往復，就能一直連續下去，請判斷該機器能否實現并說明理由．不能，因為機械能會逐漸減少；如圖乙是小明燒水的情景，燃燒8.6×10³厘米³煤氣（煤氣的熱值是3.9×10⁷焦/米³）能使1千克的水從20℃升高到100℃（不考慮能量損失）；燒水時，通過熱傳遞增加了水的內能．

Answer 1

分析 （1）在能量轉化的過程中，總會有一部分能量以熱的形式向四周擴散，成為無用的能量，所以抽水機的機械能會逐漸減�。�
（2）不考慮能量損失，水所吸收的熱量，就等于天然氣燃燒釋放的能量，據此利用熱量的公式可進行計算；
（3）燒水是通過熱傳遞來改變水的內能．

解答 解：
（1）他設想的機器不可能實現，因為抽水機在此過程中，有部分機械能會轉化為內能，即機械能會逐漸減少，所以機械能總量不守恒，他設想的機器不能實現．
（2）水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
不考慮能量損失，Q_放=Q_吸=3.36×10⁵J，
由公式Q_放=qV得需要天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.9×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈0.86×10^-2m³=8.6×10³cm³．
（3）燒水時，是熱量發生了轉移，因此，是熱傳遞改變了水的內能．
故答案為：不能，因為機械能會逐漸減少；8.6×10³；熱傳遞．

點評 本題主要考查了能量守恒的理解，熱量的相關計算，熱傳遞與物體內能的改變等，屬熱學綜合題，難度不大．