Question

18．（1）完全燃烧100g焦炭放出的热量是多少？（焦炭的热值：3.0×10⁷J/kg）
（2）若这些热量只有21%被5kg的40℃的水吸收．在1标准大气压下，能否将水加热至沸腾？
（3）若焦炭放出的热量约有10%被2kg的液体吸收，液体的温度升高了72℃（液体还没有沸腾），则该液体的比热容是多少？

Answer 1

分析 （1）知道焦炭的热值和质量，根据Q_放=mq求出焦炭完全燃烧放出的热量；
（2）知道焦炭完全燃烧放出的热量和效率，根据效率的变形公式Q_吸=ηQ_放求出水吸收的热量，
又知道水的比热容、质量、初温，根据t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}{m}_{水}}$求出水的末温，再结合一标准大气压下水的沸点即可判断水是否沸腾；
（3）知道焦炭完全燃烧放出的热量和效率，根据效率的变形公式Q_吸′=η′Q_放求出液体吸收的热量，然后根据c=$\frac{{Q}_{吸}^{′}}{m′△t}$求出液体的比热容．

解答 解：（1）焦炭的质量m=100g=0.1kg，
则焦炭完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=0.1kg×3.0×10⁷J/kg=3×10⁶J．
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%得，水吸收的热量：
Q_吸=ηQ_放=21%×3×10⁶J=6.3×10⁵J，
由Q_吸=c_水m_水（t-t₀）得，水的末温：
t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}{m}_{水}}$
=40℃+$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×5kg}$
=70℃，
在1标准大气压下，水的沸点为100℃，而t=70℃＜100℃，
故不能将水加热至沸腾．
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%得，液体吸收的热量：
Q_吸′=η′Q_放=10%×3×10⁶J=3×10⁵J，
则液体的比热容c=$\frac{{Q}_{吸}^{′}}{m′△t}$=$\frac{3×1{0}^{5}J}{2kg×72℃}$≈2.1×10³J/（kg•℃）．
答：（1）完全燃烧100g焦炭放出的热量是=3×10⁶J；
（2）在1标准大气压下，不能将水加热至沸腾；
（3）该液体的比热容是2.1×10³J/（kg•℃）．

点评 本题考查学生对燃料燃烧放出热量公式、热传递过程中的吸热公式及效率公式的理解和运用，计算时注意单位统一，关键是公式及变形公式的应用，难度不大．