Question

某團隊在海拔3000多米高山上野營時，使用鐵鍋燒水，他們發現把體積為2L的水從10℃加熱到85℃時，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），干木柴的熱值為1.2×107J/kg）。求：
（1）干木柴完全燃燒放出的熱量。
（2）水吸收的熱量。
（3）鐵鍋燒水的的效率。
（4）他們也發現在高山上用鐵鍋煮馬鈴薯時，盡管鍋里的水嘩嘩地沸騰了很長時間，馬鈴薯還是煮不軟，為什么？

Answer 1

（1）6×10⁷J （2）2kg （3）1.05% （4）因為沸點隨氣壓的減小而降低，高山上氣壓小，所以水沸點降低，鐵鍋里的水盡管沸騰了，但是溫度比較低，馬鈴薯還是煮不軟。

試題分析：（1）干木柴完全燃燒放出的熱量：Q_放="qm=" 1.2×10⁷J/kg×5kg=6×10⁷J
（2）水的質量：m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg
水吸收的熱量:Q_吸=cm(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(85℃-10℃)=6.3×10⁵J
（3）鐵鍋燒水的的效率：η=Q_吸/Q_放=6.3×10⁵J/6×10⁷J=1.05%
（4)因為沸點隨氣壓的減小而降低，高山上氣壓小，所以水沸點降低，鐵鍋里的水盡管沸騰了，但是溫度比較低，馬鈴薯還是煮不軟。