Question

11．在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，體積為5L的水，初溫為20℃，若將這些水燒開，至少需要吸收多少焦耳的熱量？若這些熱量完全由無煙煤燃燒來提供，需要多少千克的無煙煤？（無煙煤的熱值為3×10⁷J/kg，水的密度ρ=1×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，有知道水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）由題知Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mg求需要完全燃燒無煙煤的質(zhì)量．

解答 解：
（1）水的體積V=5L=5dm³=0.005m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.005m³=5kg；
在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，即末溫為100℃，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）由題知，Q_放=q_煤m′=Q_吸，
需要完全燃燒無煙煤的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.056kg．
答：若將這些水燒開，至少需要吸收1.68×10⁶J的熱量，若這些熱量完全由無煙煤燃燒來提供，需要0.056kg的無煙煤．．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的應(yīng)用，注意：固體和液體的熱值單位為J/kg，氣體燃料的熱值單位為J/m³．