Question

（2010?連江縣模擬）2009年12月26日上午9時，隨著三列時速三百五十公里的和諧號高速列車從武漢、長沙、廣州三地同時首發(fā)，全長一千零六十八點(diǎn)六公里的武（漢）廣（州）鐵路客運(yùn)專線宣告正式開通運(yùn)營．該鐵路設(shè)試運(yùn)行速度最高達(dá)三百九十四公里，是迄今為止世界上一次建成里程最長、運(yùn)營速度最高的高速鐵路．如圖所示，請完成下列問題：
（1）如果動車組以速350Km/h，運(yùn)行完武漢到廣州的全程，需要多少時間？
（2）該動車組的每節(jié)車廂上都配有電熱水器，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用它把的10Kg、20℃水燒開，電流至少要做多少J功？若它工作電功率為42KW，至少需要多少時間？
（3）如果這些水用熱值為3.5×10⁸J/Kg的天然氣來燒開，則需要多少天然氣？

Answer 1

分析：（1）已知兩地的距離和列車的速度，根據(jù)公式t=

S

V

可求需要的時間；
（2）電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能即Q=W；熱水器在工作時發(fā)出的熱量與電流做功相同，然后根據(jù)電功率的變形公式t=

W

P

，可求時間；
（3）根據(jù)公式Q=qm可求需要天然氣的質(zhì)量．

解答：解：（1）需要的時間t=

S

V

=

394km

350km/h

≈1.12h；
答：需要1.12h；
（2）水吸收的熱量為Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁶J；
電流做的功W=Q=3.36×10⁶J；
P=42kw=42000W；t=

W

P

=

3.36×106J

42000W

=80s；
答：把10㎏、20℃水燒開，電流至少要做3.36×10⁶J的功；若它工作時的電功率為42kW，至少需要多少時間80s；
（3）需要天然氣的質(zhì)量m=

Q

q

=

3.36×106J

3.5×108J/kg

=0.0096kg；
答：需要天然氣0.0096kg．

點(diǎn)評：本題是一道綜合題，應(yīng)用速度公式和熱量的計(jì)算方法可解決此題，還要注意內(nèi)能與電能之間的等量關(guān)系；要將所學(xué)的公式進(jìn)行準(zhǔn)確的變形，抓住電流做功即電功的實(shí)質(zhì)--將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即W=Q．