某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水的表面积为0.1m2,经过太阳光垂直照射20min,水温升高了5℃.问:
(1)实验时6kg的水20min内吸收了多少热量?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少?
(3)若用液化气燃烧放出的热量给水加热,至少需要燃烧多少m3的液化气?(液化气的热值是5.0×107J/m3)
解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×6kg×5℃=1.26×105J;
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量:
Q===6.3×104J/(min?m2);
(3)由题知,Q放=Vq=Q吸=1.26×105J,
需要液化气的体积:
V===2.52×10-3m3.
答:(1)实验时6kg的水20min内吸收了1.26×105J的热量;
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是6.3×104J;
(3)至少需要燃烧2.52×10-3m3的液化气.
(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)在(1)中求出的是20min内在0.1m2表面积上水吸收的热量,据此可求出平均每分钟1m2水面吸收的热量;
(3)由题知,液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,知道液化气的热值,利用Q吸=Q放=Vq求需要的液化气的体积.
点评:本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用,计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3,不是J/kg.