Question

3．太陽光垂直照射時，每平方厘米的面積上每年共獲得4.2×10⁵J的熱量，
（1）用這些熱量給水加熱，可以使多少kg的水溫度從15℃升高到55℃？
（2）這些熱量的50%用來做功的話，能做多少J的功？
（3）這些熱量與完全燃燒多少kg汽油放出的熱量相等？（汽油熱值：q=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知水吸收的熱量、水的比熱容和水的溫度變化，可利用公式m=$\frac{Q}{c（t-{t}_{0}）}$計算質(zhì)量；
（2）根據(jù)能量守恒分析，若有多少熱量來做功，就有多少焦耳的熱量轉(zhuǎn)化為多少焦耳的功；
（3）水吸收的熱量讓汽油完全燃燒來提供，已知汽油的熱值，可利用公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$計算汽油的質(zhì)量．

解答 解：（1）由Q=cm△t得：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.2×10J/（kg•℃）×（55℃-15℃）}$=2.5kg；
（2）這些熱量50%用來做功，可做的功W=Q×50%=4.2×10⁵×50%=2.1×10⁵，
（3）由題意可知：Q_放=Q，
由Q_放=mq得需要汽油的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈0.0091kg．
答：（1）用這些熱量給水加熱，可以使2.5kg的水從溫度15℃升高到55℃；
（2）這些熱量全部用來做功的話，能做2.1×10⁵J的功；
（3）這些熱量與完全燃燒0.0091kg汽油放出的熱量相等．

點(diǎn)評 本題考查了利用熱量的公式Q=cm△t的應(yīng)用和熱量的計算，根據(jù)能量守恒，知道若有多少熱量來做功，就有多少焦耳的熱量轉(zhuǎn)化為多少焦耳的功．