Question

3．完全燃燒1L的天然氣所放出的熱量等于0.0012kg煤完全燃燒放出的熱量，如果這些熱量80%被水吸收，則1m³天然氣可在一個標準大氣壓下使質(zhì)量為80kg、初溫為20℃的水溫度升高80℃[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）； q_天然氣=3.78×10⁷J/m³、q_煤=3.15×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q_放=Vq求出完全燃燒1L的天然氣放出的熱量；完全燃燒1L的天然氣所放出的熱量等于煤完全燃燒放出的熱量，可根據(jù)Q_放=qm變形求出煤的質(zhì)量．
（2）根據(jù)Q_放=Vq算出1m³天然氣完全燃燒放出的熱量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$變形得出水吸收的熱量，在一標準大氣壓下水的沸點為100℃，根據(jù)Q=cm△t求出水升高的溫度，要注意水沸騰以后溫度不再升高．

解答 解：
（1）完全燃燒1L的天然氣放出的熱量：
Q_氣放=Vq=1×10^-3m³×3.78×10⁷J/m³=3.78×10⁴J；
完全燃燒1L的天然氣所放出的熱量等于煤完全燃燒放出的熱量，即Q_煤放=Q_氣放=3.78×10⁴J；
煤的質(zhì)量為：m=$\frac{{Q}_{煤放}}{{q}_{煤}}$=$\frac{3.78×1{0}^{4}J}{3.15×1{0}^{7}J/kg}$=0.0012kg；
（2）1m³天然氣完全燃燒放出的熱量為：
Q_放=Vq=1m³×3.78×10⁷J/m³=3.78×10⁷J
水吸收的熱量：Q_吸=Q_放×80%=3.78×10⁷J×80%=3.024×10⁷J，
由Q=cm（t-t₀）可得，水吸收熱量后升高到的溫度：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{3.024×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$+20℃=110℃；
因一標準大氣壓下水的沸點為100℃，且水沸騰以后溫度不再升高，
所以，水吸收熱量后溫度的實際變化量：△t=100℃-20℃=80℃．
故答案為：0.0012；80

點評 本題考查了燃料完全燃燒釋放熱量公式和吸熱公式的應(yīng)用，要注意一標準大氣壓下水的沸點為100℃，且水沸騰以后溫度不再升高．