Question

某物理興趣小組為了探究地球表面水吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一水盆裝600ml的水，水的表面積為0.01m³，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光垂直照射15min，水溫升高5℃．
問(wèn)：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)600ml水在15min內(nèi)吸收了多少熱量？
（2）若用液化氣加熱的方式使同質(zhì)量的水升高相同的溫度，至少需要燃燒多少的液化氣？（假設(shè)液化氣燃燒放出的熱量有60%被水吸收，液化氣的熱值是5.0×10⁷J/m³）．

Answer 1

分析：（1）知道水的體積，根據(jù)ρ=

m

V

求出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度的變化，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)Q_吸=Q_放×60%求出液化氣完全燃燒釋放的熱量，利用Q_放=Vq求出所需液化氣的體積．

解答：解：（1）根據(jù)ρ=

m

V

可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×600×10^-6m³=0.6kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×0.6kg×5℃
=1.26×10⁴J；
（2）由題意可知，Q_吸=Q_放×60%，
則液化氣完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=

Q吸

60%

=

1.26×104J

60%

=2.1×10⁴J，
∵Q_放=Vq，
∴所需液化氣的體積：
V=

Q放

q

=

2.1×104J

5×107J/m3

=4.2×10^-3m³．
答：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)600ml水在15min內(nèi)吸收了1.26×10⁴J的熱量；
（2）若用液化氣加熱的方式使同質(zhì)量的水升高相同的溫度，至少需要燃燒4.2×10^-3m³的液化氣．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq和效率公式的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)注意氣體燃料熱值的單位是J/m³，不是J/kg．