Question

【題目】認識自然，親近自然．初春學校組織學生到桂東北的貓兒山山腳下一農莊進行社會實踐活動，小明攜帶一個質量為1kg的合金鍋、一臺如圖甲所示的便攜式丁烷氣爐（內置一瓶新的燃氣，參數如圖乙所示），愛探究的小明通過手機上網查到便攜式燃氣爐的熱效率為30%，丁烷氣體的燃燒效率為90%，野炊地水的沸點為96℃，測出當地水的溫度為26℃，[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2kg的水溫度升高50℃？

（3）如果燃氣爐以最大火力工作，一瓶燃氣最多能持續燃燒1.4h，這樣能夠把質量為多少千克的水燒開？（最后結果保留1位小數）．

Answer 1

【答案】（1）9×106J；（2）4.2×105J；（3）17.4kg

【解析】

試題分析：（1）由圖乙可得丁烷的熱值為9×107J/kg；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）由圖乙可知燃氣爐以最大火力工作時，燃氣消耗量為150g/h，所以1.4h燃氣的消耗量的質量為m氣=0.15kg/h×1.4h=0.21kg，由題知，甲烷氣體的燃燒效率為90%，則燃氣燃燒時所放出的熱量：

Q1=Q放×90%=m氣q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J，又知道便攜式燃氣爐將其燃氣燃燒所放出能量的30%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得能燒開水的質量：m水=≈17.4kg．