例4、(2004-31)在一把质量为500g的铝质电热水壶中,装有2kg水。用这把电水壶把20℃的水加热到100℃。若该电水壶的热效率为80%,问烧开这壶水需要消耗多少电能?[C铝=0.88×10
3J/(kg·℃),C水=4.2×10
3J/(kg·℃)]
分析:本题与例2的区别在于消耗电能并没有全部被水吸收,壶身、外界空气等均要吸热。只有水吸收热量为有效部分,空气吸热未知,所以不能用Q=Q
有+Q
无计算。因为知道电水壶的热效率η,所以可使用Q
总=Q
有/η计算,而不需要计算铝壶吸收的热量。
解:Q
水=C
水m(t-t
0)
=4.2×10
3×2×(100-20)
=6.72×10
5(J)
Q=-=-=8.4×10
5(J)
答略
三、与热机及燃料有关
例5、(2005和平一模31题)人造湖有“吸热”功能,在炎热的夏季能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若人造湖湖水的质量为8.1×10
7kg,水温升高2℃,湖水吸收的热量是多少?这些热量相当于多少吨无烟煤完全燃烧放出的热量?(无烟煤的热值为3.4×10
7J/kg)
分析:水吸热升温Q=Cm△t,△t=t-t
0,无烟煤燃烧防热Q=qm,且Q
吸=Q
放
解:Q
吸=C
水m△t=4.2×10
3×8.1×10
7×2=6.804×10
11(J)
∵Q
吸=Q
放
∴m=-=-
=2.0×10
4(kg)=20t 答略
热身训练:
1.(2005河西二模31)质量为20g的水,温度从10℃降低到0℃,但未凝固成冰,它放出的热量是多少?如果这些热量恰好使80g的某种固体温度从-5℃刚好升高到0℃,这种固体的比热容多大?
2.(2005河西四模32)一间容积为200m
3的房间,若不供给热量,每5min室温将降低1℃,为保持室温恒定,每小时应向房间供热多少焦耳?[空气密度为1.3kg/m
3,空气比热容为1.0×l0
3J/(kg·℃)]
3.(2005南开一模31)在一个标准大气压下,把质量为200g的铝块放在沸水中充分加热后,迅速投入温度为16℃,质量为210g的水中,不计热损失。求:当它们达到共同温度时铝块大约放出了多少热量?(保留整数)[C铝=0.88×10
3J/(kg·℃)]
4.(2006红桥一模31)某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到l00℃。求:(1)水吸收的热量;(2)如果这些热量由酒精燃烧提供,至少要完全燃烧多少千克酒精?[水的比热容C=4.2×10
3J/(kg·℃);酒精的热值q=3.0×
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