Question

某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg）。求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）铁锅烧水的的效率。
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间，马铃薯还是煮不软，为什么？

Answer 1

（1）6×10⁷J （2）2kg （3）1.05% （4）因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。

解析试题分析：（1）干木柴完全燃烧放出的热量：Q_放="qm=" 1.2×10⁷J/kg×5kg=6×10⁷J
（2）水的质量：m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg
水吸收的热量:Q_吸=cm(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(85℃-10℃)=6.3×10⁵J
（3）铁锅烧水的的效率：η=Q_吸/Q_放=6.3×10⁵J/6×10⁷J=1.05%
（4)因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。
考点： 热量与热值 热量与比热容 密度公式的应用 热效率