Question

3．某中學為了供應師生的開水，鍋爐房每天要將3t水從20℃加熱到100℃，吸收的熱量為1.008×10⁹J．（水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃））求：
（1）這些熱量相當于完全燃燒多少煙煤放出的熱量？（已知煙煤的熱值為3.0×10⁷J/㎏）
（2）我國“西氣東輸”實現(xiàn)后，可用天然氣作為燃料來燒水，學校每天因燒水要消耗天然氣的體積是多少m³？（天然氣的熱值q=8.4×10⁷J/m³）
（3）通過上面的解答，請你說出天然氣的兩個優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、質(zhì)量和溫度變化，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；由題知Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mq求需要完全燃燒煙煤的質(zhì)量；
（2）利用Q_放=qV變形計算出需要消耗的天然氣體積；
（3）從效率高低、節(jié)能、環(huán)保方面進行分析．

解答 解：（1）水的質(zhì)量m=3t=3×10³kg，
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×3×10³kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁹J；
由Q_放=mq得，需要煙煤的質(zhì)量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.008×1{0}^{9}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=33.6kg．
（2）由題意知：Q_放=Q_吸=1.008×10⁹J，
由Q_放=Vq可得，學校每天因燒水要消耗天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{天然氣}}$=$\frac{1.008×1{0}^{9}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=12m³．
（3）使用天然氣灶跟使用蜂窩煤爐相比效率高、節(jié)能、污染小、環(huán)保等．
答：（1）相當與完全燃燒33.6kg煙煤放出的熱量；
（2）學校每天因燒水要消耗天然氣的體積是12m³；
（3）使用天然氣灶跟使用蜂窩煤爐相比效率高、節(jié)能、污染小、環(huán)保等．

點評 本題考查了學生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq（Q=qV）的掌握和運用，因條件已給出，難度不大，注意溫度升高了（△t）與升高到（末溫）的區(qū)別．