Question

認(rèn)識(shí)自然，親近自然．初春學(xué)校組織學(xué)生到桂東北的貓兒山山腳下一農(nóng)莊進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，小明攜帶一個(gè)質(zhì)量為1kg的合金鍋、一臺(tái)如圖甲所示的便攜式丁烷氣爐（內(nèi)置一瓶新的燃?xì)�，參�?shù)如圖乙所示），愛探究的小明通過手機(jī)上網(wǎng)查到便攜式燃?xì)鉅t的熱效率為30%，丁烷氣體的燃燒效率為90%，野炊地水的沸點(diǎn)為96℃，測(cè)出當(dāng)?shù)厮�的溫度�?6℃，[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），鍋的比熱容為0.8×10³J/（kg•℃）]

（1）完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出多少焦耳的熱量？

（2）需多少焦耳的熱量，才能使合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃？

（3）如果燃?xì)鉅t以最大火力工作，一瓶燃?xì)庾疃嗄艹掷m(xù)燃燒1.4h，這樣能夠把質(zhì)量為多少千克的水燒開？（最后結(jié)果保留1位小數(shù)）．

Answer 1

（1）完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出的熱量：

Q_放=mq=0.1kg×9×10⁷J/kg=9×10⁶J；

（2）使合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃吸收的熱量：

Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×50℃=4.2×10⁵J；

（3）燃?xì)鉅t以最大火力工作時(shí)，燃?xì)庀�耗的質(zhì)量為m_氣=0.15kg/h×1.4h=0.21kg，

由題知，甲烷氣體的燃燒效率為90%，則燃?xì)馊紵龝r(shí)所放出的熱量：

Q₁=Q_放×90%=m_氣q×90%=9×10⁷J/kg×0.21kg×90%=1.701×10⁷J，

又知道便攜式燃?xì)鉅t將其燃?xì)馊紵�所放出能量�?0%供給水加熱，則水吸收的熱量：

Q₂=Q₁×30%=1.701×10⁷J×30%=5.103×10⁶J，

由Q_吸=cm△t得能燒開水的質(zhì)量：

m_水==≈17.4kg．

答：

（1）完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出9×10⁶J的熱量；

（2）需4.2×10⁵J的熱量，才能使合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃；

（3）如果燃?xì)鉅t以最大火力工作，一瓶燃?xì)庾疃嗄艹掷m(xù)燃燒1.4h，這樣能夠把質(zhì)量為17.4kg的水燒開．