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物理必考现在国家提倡节能减排.某同学探究了他家天然气作燃料的烧水情况

更新时间:2024-01-18 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

现在国家提倡节能减排.某同学探究了他家天然气作燃料的烧水情况,壶中装水5kg,放在天然气火炉上加热,记录水温随时间的变化情况并作出图象,如图所示.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据图象推算,将初温为20℃水加热至100℃,需要多长时间?ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(2)如果在烧水时,管道中天然气流量为5.25dm3/min,那么,烧开这壶水,天然气共放出了多少热量?(天然气的热值为4.0×107J/m3ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(3)如果这些热量是由无烟煤完全燃烧获得的,那么需要多少无烟煤?(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

试题答案

解:ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(1)从图可知,当温度为20℃时,对应的时间为0min,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

当温度为30℃时,对应的时间为2min,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

当温度为40℃时,对应的时间为4min,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

从而可以发现,当温度每上升10℃,时间增加2min,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

由此可知,将初温为20℃水加热至100℃,所需要的时间为:8×2min=16min.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

答:需要的时间为16min.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵管道中天然气流量为5.25dm3/min,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

∴管道中通过天然气的体积为:管道中天然气流量×t=5.25dm3/min×16min=84dm3=0.084m3ZVO物理好资源网(原物理ok网)

又∵q=4.0×107J/m3ZVO物理好资源网(原物理ok网)

∴Q=Vq=0.084m3×4.0×107J/m3=3.36×106J.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

答:天然气共放出了3.36×106J的热量.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(3)Q=Q=3.36×106J,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

∵q=3.4×107J/kg,ZVO物理好资源网(原物理ok网)

∴m==≈0.099Kg.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

答:需要0.099Kg无烟煤.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)首先从图示的纵坐标找到20℃,从而可以从图示的横坐标找到对应的时间,再利用相同的方法来分析30℃、40℃、50℃,从而便可以发现规律,计算出将初温为20℃水加热至100℃,需要的时间.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(2)已知管道中天然气流量和时间,便可以计算出天然气的体积,已知天然气的热值,可利用公式Q=Vq计算天然气放出的热量.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

(3)无烟煤燃烧放出的热量和天然气燃烧放出的热量相等,已知无烟煤的热值,可利用公式m=计算质量.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了学生对图示的分析能力,并可利用公式Q=Vq计算热量,以及利用热量的变形公式m=计算质量,在计算过程中要注意单位的换算.ZVO物理好资源网(原物理ok网)

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