Question

1．閱讀短文
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)行社會實踐活動，小明攜帶一個質(zhì)量為1kg的合金鍋、一臺如圖所示的便攜式丁烷氣爐（內(nèi)置一瓶新的燃?xì)�，參�?shù)如表所示），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%，野炊地水的沸點為96℃，測出當(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•℃）]
表1  便攜式丁烷氣爐參數(shù)

品名	便攜式丁烷氣爐	質(zhì)量	1.8kg（不含氣瓶）
使用燃?xì)?/TD>	液化丁烷氣	尺寸	400×300×100mm
點火方式	電子點火	燃?xì)庀�耗�?/TD>	150g/h（最大火力時）

表2  燃?xì)鈿馄恳?guī)格

氣瓶規(guī)格（尺寸/容量）
品名	總質(zhì)量	凈質(zhì)量	主要成份	熱值
神州	350g	250g	丁烷	9×107J/kg

回答問題：
（1）便攜式丁烷氣爐的點火時，通過熱傳遞改變丁烷氣體的內(nèi)能．
（2）下列幾種說法中，錯誤的是A．
A．電子點火是摩擦起電的應(yīng)用
B．野炊地點的氣壓小于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
C．新氣瓶中貯存的主要是液態(tài)的丁烷
D．氣瓶正常使用的過程中內(nèi)部的氣壓不變
（3）內(nèi)置了新燃?xì)獾臍鉅t放在水平地面，對水平面的壓強(qiáng)最接近于A．
A．200Pa      B．2000Pa       C．20000Pa      D．200000Pa
（4）合金鍋的重力為10N；完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出9×10⁶J的熱量；合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃，吸收的熱量為4.2×10⁵J．
（5）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17.4千克的水燒開（最后結(jié)果保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞；熱傳遞過程是能量的轉(zhuǎn)移過程，而做功過程是能量的轉(zhuǎn)化過程；
（2）液體的沸點隨氣壓的增大而增大；氣體液化的方式有降溫和壓縮體積；
（3）根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$計算氣爐對水平面的壓強(qiáng)；
（4）利用Q_放=mq求完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出的熱量；利用Q_吸=cm△t求使合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃吸收的熱量；
（5）燃?xì)鉅t以最大火力工作時，知道燃?xì)庀�耗的質(zhì)量，而甲烷氣體的燃燒效率為90%，則燃?xì)馊紵龝r所放出的熱量Q₁=Q_放×90%；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%，再由Q_吸=cm△t求能燒開水的質(zhì)量．

解答 解：（1）改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞；便攜式丁烷氣爐的點火時，通過熱傳遞改變丁烷氣體的內(nèi)能；
（2）A、摩擦起電的實質(zhì)是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，電子點火不是摩擦起電的應(yīng)用，故A錯誤；
B、野炊地水的沸點為96℃，小于100℃，野炊地點的氣壓小于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，故B正確；
C、氣態(tài)的丁烷通過壓縮體積的方法液化為液態(tài)的丁烷貯存在新氣瓶中，故C正確；
D、氣瓶正常使用的過程中內(nèi)部的氣壓不發(fā)生改變，故D正確；
故選A
（3）氣爐對水平面的壓力F=G=mg=1.8kg×10N/kg=18N，氣爐的底面積S=0.4m×0.3m=0.12m²，氣爐對水平面的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{18N}{0.12{m}^{2}}$=150Pa，故選A；
（4）合金鍋的重力為G=mg=1kg×10N/kg=10N；
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；
使合金鍋內(nèi)2kg的水溫度升高50℃吸收的熱量：Q_吸1=c₁m₁△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×50℃=4.2×10⁵J；
（5）燃?xì)鉅t以最大火力工作時，燃?xì)庀�耗的質(zhì)量為m_氣=0.15kg/h×1.4h=0.21kg，
由題知，丁烷氣體的燃燒效率為90%，則燃?xì)馊紵龝r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=$\frac{{Q}_{2}}{c△t}$=$\frac{5.103×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（96℃-26℃）}$≈17.4kg．
故答案為：（1）熱傳遞；（2）A；（3）A；（4）10；9×10⁶；4.2×10⁵J；（5）17.4．

點評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式和效率公式的掌握和運用，利用好兩個效率計算水吸收的熱量是本題的關(guān)鍵、難點．