某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水的表面积为0.1m2,经过太阳光垂直照射15min,水温升高了5℃.问:
(1)实验时6kg的水15min内吸收了多少热能?
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少?
(3)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,至少需要燃烧多少m3的液化气?
(假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0×107J/m3)
分析:(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)在(1)中求出的是15min内在0.1m2表面积上水吸收的热量,据此可求出平均每分钟1m2水面吸收的热量;
(3)由题知,液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,知道液化气的热值,利用Q吸=Q放=vq求需要的液化气的体积.
解答:解:(1)水吸收的热量:
Q
吸=cm△t=4.2×10
3J/(kg?℃)×6kg×5℃=1.26×10
5J;
(2)平均每分钟1m
2水面吸收的热量:
Q=
=
=8.4×10
4J/(min?m
2);
(3)由题知,Q
放=vq=Q
吸=1.26×10
5J,
需要液化气的体积:
v=
=
=2.52×10
-3m
3.
答:(1)实验时6kg的水15min内吸收了1.26×10
5J的热量;
(2)平均每分钟1m
2水面吸收的热量是8.4×10
4J;
(3)至少需要燃烧2.52×10
-3m
3的液化气.
点评:本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用,计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3,不是J/kg.