Question

13．在一标准大气压下，将50L的水从40℃加热到沸点．求：
（1）水需要吸收的热量
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦碳的质量（q_焦碳=3.0×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）在一标准大气压下水的沸点为100℃，知道水的比热容、质量和初温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水需要吸收的热量；
（2）由题意可知焦碳完全燃烧放出的热量Q_放=Q_吸，然后根据Q_放=mq求出需要完全燃烧焦碳的质量．

解答 解：（1）水的体积V=50L=50dm³=0.05m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg，
在一标准大气压下，水的沸点t=100℃，
则水需要吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（100℃-40℃）=1.26×10⁷J．
（2）由题意知，焦碳完全燃烧放出的热量：Q_放=Q_吸=1.26×10⁷J，
由Q_放=mq得，需要完全燃烧焦碳的质量：
m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{焦炭}}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.42kg．
答：（1）水需要吸收的热量为1.26×10⁷J；
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦碳的质量为0.42kg．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）和燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，记住一标准大气压下水的沸点为100℃，属于基础性题目，难度不大．