Question

18．震驚世界的“911”事件中，策劃周密的恐怖分子劫持波音767飛機作為撞擊紐約世界貿易中心大樓的飛行大炸彈，使整棟大樓在爆炸和優質航空汽油猛烈燃燒過程中垂直塌落，造成巨大的經濟損失和大量人員傷亡．
一架波音767可載50t優質航空汽油，1kg汽油完全燃燒可釋放出4.6×10⁷J 的熱量，這些汽油全部燃燒釋放的熱量是多少？若釋放的熱量有30%被建筑中的鋼材吸收，可使1000t、30℃的鋼材溫度升高多少？
[鋼的熔點為1515℃，鋼的比熱容是0.46×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 知道汽油的質量和熱值，根據Q_放=mq求出這些汽油全部燃燒釋放的熱量，根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出鋼材吸收的熱量，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出鋼材的末溫，進一步求出鋼材升高的溫度．

解答 解：這些汽油全部燃燒釋放的熱量：
Q_放=mq=50×10³kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10¹²J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可得，鋼材吸收的熱量：
Q_吸=ηQ_放=30%×2.3×10¹²J=6.9×10¹¹J，
由Q_吸=cm（t-t₀）可得，鋼材的末溫：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{6.9×1{0}^{11}J}{0.46×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1000×1{0}^{3}kg}$+30℃=1530℃＞1515℃，
因鋼是晶體，熔化時吸熱，但溫度不變，
所以，鋼材升高的溫度△t=1515℃-30℃=1485℃．
答：這些汽油全部燃燒釋放的熱量是2.3×10¹²J，若釋放的熱量有30%被建筑中的鋼材吸收，可使1000t、30℃的鋼材溫度升高1485℃．

點評 本題考查了燃料完全燃燒釋放熱量公式和效率公式、吸熱公式的應用，要注意晶體熔化時吸熱但溫度不變．