Question

14．雞年伊始，國際著名期刊《科學(xué)》首次刊發(fā)了中國科學(xué)界胡炳成團(tuán)隊關(guān)于全氮類物質(zhì)燃料研究成果文章，解決了困擾半個多世紀(jì)的世界性難題，該燃料具有超高能量等優(yōu)點，預(yù)估其熱值q_氮類=4.6×10⁵J/g，它的運用能使我國在某些領(lǐng)域領(lǐng)先全世界．（ρ_煤油=0.8×10³kg/m³，q_煤油=4.6×10⁷J/kg）
問：（1）該熱值換算成以J/kg為單位，其結(jié)果是多少？
（2）若我國長征某型號火箭需40t航空煤油作燃料，這些煤油的體積多大？
（3）若上問中的煤油完全燃燒放出的熱量全部改由全氮類物質(zhì)燃料燃燒替代，則該火箭的總質(zhì)量可以減少多少t？

Answer 1

分析 （1）對熱值單位進(jìn)行單位換算可得以J/kg為單位的熱值大�。�
（2）知道煤油的質(zhì)量、密度，利用ρ=$\frac{m}{V}$求煤油的體積；
（3）利用Q_放=mq求航空煤油完全燃燒放出的熱量，改由全氮類物質(zhì)燃料完全燃燒放出這些熱量，再利用Q_放=mq求消耗全氮類物質(zhì)燃料質(zhì)量，消耗兩種燃料質(zhì)量的差值等于該火箭的總質(zhì)量減小值．

解答 解：
（1）q _氮類=4.6×10⁵J/g=4.6×10⁸J/kg；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，煤油的體積：
V_煤油=$\frac{{m}_{煤油}}{{ρ}_{煤油}}$=$\frac{40×1{0}^{3}kg}{0.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=50 m³；
（3）40t航空煤油燃燒放出的熱量：
Q_放=m_煤油q_煤油=40×10³kg×4.6×10⁷J/kg=1.84×10¹²J，
改由全氮類物質(zhì)燃料完全燃燒替代，消耗全氮類物質(zhì)燃料質(zhì)量：
m_氮=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{氦類}}$=$\frac{1.84×1{0}^{12}J}{4.6×1{0}^{8}J/kg}$=4×10³kg=4t，
該火箭總質(zhì)量的減小值：
△m=m_煤油-m_氮=40t-4t=36t．
答：（1）該熱值換算成以J/kg為單位，其結(jié)果是4.6×10⁸J/kg；
（2）若我國長征某型號火箭需40t航空煤油作燃料，這些煤油的體積為50 m³；
（3）該火箭的總質(zhì)量可以減少36t．

點評 本題考查了密度公式、燃料完全燃燒放熱公式的應(yīng)用，要知道：消耗兩種燃料質(zhì)量的差值等于該火箭的總質(zhì)量減小值．