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簡答題:
有一個容積為50L的保溫瓶,里面裝滿溫度為10℃的水,水的質量為多少?當水溫升高到70℃時,需要吸收多少熱量?如果這些熱量用煤氣來加熱,且完全燃燒0.01kg煤氣放出的熱量有40%被水吸收,則至少需要多少煤氣?
解答:
已知:水的體積V = 50L = 5 × 10^{-2}m^{3},初溫t_{1} = 10℃,末溫t_{2} = 70℃。
求:水的質量m_{水}、水吸收的熱量Q_{吸}、煤氣質量m_{煤}。
解:水的密度為ρ = 1.0 × 10^{3}kg/m^{3},則水的質量m_{水} = \rho V_{水} = 1.0 × 10^{3}kg/m^{3} × 5 × 10^{-2}m^{3} = 5kg;
水吸收的熱量Q_{吸} = cm_{水}(t_{2} - t_{1}) = 4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C) × 5kg × (70^{\circ}C - 10^{\circ}C) = 1.68 × 10^{5}J;
煤氣完全燃燒放出的熱量Q_{放} = m_{煤}\Delta t = 0.01kg × 4.2 × 10^{7}J/kg = 4.2 × 10^{5}J;
由Q_{吸} = Q_{放}\eta可得,需要煤氣的質量m_{煤}\prime = \frac{Q_{吸}}{\eta Q_{放}} = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}\eta} = \frac{1.68 × 10^{5}J}{4.2 × 10^{5}J × 40\%} = 1kg。
答:略。