Question

将两块-10 ℃的冰互相摩擦，两者之间摩擦力保持10 N，两者相对速度为0.9 m/s，若摩擦产生的能量全部被冰吸收，问5 min后冰增加的内能是多少？若改用煤油炉加热，需要燃烧多少煤油？（已知煤油炉效率是30％，煤油的热值为4.5×10⁷ J/kg）

Answer 1

解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的.做功增加冰块的内能与煤油燃烧传递给冰的内能相当.

（1）已知f=10 N，v=0.9 m/s，t=300 s，则摩擦力做功为：

W=f·v·t=10×0.9×300 J=2 700 J

ΔU=W

故ΔU=2 700 J，冰的内能增加2 700 J.

（2）改用煤油加热，其传递给冰的热量等于摩擦功的热量，已知q=4.5×10⁷ J/kg

根据W=ηqm得

m== kg=2.0×10^-4 kg.

答案：2 700 J  2.0×10^-4 kg