Question

【題目】學校組織學生到狼牙山山腳下一農莊進行社會實踐活動，小麗攜帶一個質量為1kg的合金鍋、一臺如圖所示的便攜式丁烷氣爐（內置一瓶新的燃氣，參數如表所示），愛探究的小麗通過手機上網查到便攜式燃氣爐的熱效率為30%，丁烷氣體的燃燒效率為90%，野炊地水的沸點為96℃，測出當地水的溫度為26℃，[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），鍋的比熱容為0.8×103J/（kg℃）]

品名	便攜式丁烷氣爐	質量	1.88kg（不含氣瓶）
型號	WZL﹣168﹣A	尺寸	343×284×113mm
用途	野外用	點火方式	電子點火
使用燃氣	液化丁烷氣	燃氣消耗量	200g/h （最大火力時）

氣瓶規格（尺寸/容量）
品名	總質量	凈質量	主要成份	熱值
神州	354g	250g	丁烷	9×107J/kg

（1）完全燃燒0.3kg的丁烷氣體可以放出多少J的熱量？
（2）需多少J的熱量，才能使合金鍋內2kg的水溫度升高60℃？
（3）如果燃氣爐以最大火力工作，一瓶燃氣最多能持續燃燒1.2h，這樣能夠把質量為多少kg的水燒開？（最后結果保留1位小數）．

Answer 1

【答案】
（1）解：完全燃燒0.3kg的丁烷氣體可以放出的熱量：

Q放=mq=0.3kg×9×107J/kg=2.7×107J

（2）解：使合金鍋內2kg的水溫度升高60℃吸收的熱量：

Q吸1=c1m1△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×60℃=5.04×105J

（3）解：燃氣爐以最大火力工作時，燃氣消耗的質量為m氣=0.2kg/h×1.2h=0.24kg，

由題知，丁烷氣體的燃燒效率為90%，則燃氣燃燒時所放出的熱量：

Q1=Q放×90%=m氣q×90%=9×107J/kg×0.24kg×90%=1.944×107J，

又知道便攜式燃氣爐將其燃氣燃燒所放出能量的30%供給水加熱，則水吸收的熱量：

Q2=Q1×30%=1.944×107J×30%=5.832×106J，

由Q吸=cm△t得能燒開水的質量：

m水= = ≈19.8kg

【解析】（1）知道丁烷氣體的質量和熱值，利用Q放=mq求完全燃燒0.3kg的丁烷氣體可以放出的熱量；（2）知道水的質量、比熱容和溫度變化，利用Q吸=cm△t求使合金鍋內2kg的水溫度升高60℃吸收的熱量；（3）燃氣爐以最大火力工作時，知道燃氣消耗的質量，而甲烷氣體的燃燒效率為90%，則燃氣燃燒時所放出的熱量Q1=Q放×90%；又知道便攜式燃氣爐將其燃氣燃燒所放出能量的30%供給水加熱，則水吸收的熱量Q2=Q1×30%，再由Q吸=cm△t求能燒開水的質量．
【考點精析】利用熱量的計算和燃料的熱值對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質量，單位是：千克．