Question

【題目】認識自然，親近自然．初春學校組織學生到桂東北的貓兒山山腳下一農莊進行社會實踐活動，小明攜帶一個質量為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，參數如表格所示），愛探究的小明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%、野炊地水的溫度為25℃，當地氣壓為1標準大氣壓．[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），鍋的比熱容為0.8×103J/（kg·℃）]

（1）完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出多少焦耳的熱量?

（2）需多少焦耳的熱量，才能使合金鍋內2kg的水溫度升高50℃?

（3）如果燃氣爐以最大火力工作，一瓶燃氣最多能持續燃燒1.4h，這樣能夠把質量為多少千克的水燒開?

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	150g/h（最大火力時）

氣瓶規格（尺寸/容量）
品名	總質量	凈質量	主要成分	熱值
神州	354g	350g	丁烷	9×107J/kg

Answer 1

【答案】（1）9×106J（2）4.2×105J（3）16.2kg

【解析】

(1)完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出的熱量：

Q放=mq=0.1kg×9×107J/kg=9×106J；

(2)使合金鍋內2kg的水溫度升高50℃吸收的熱量：

Q吸1=c1m1△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×50℃=4.2×105J；

(3)燃氣爐以最大火力工作時，燃氣消耗的質量為：

m氣=0.15kg/h×1.4h=0.21kg，

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×0.21kg×90%=1.701×107J，

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%=1.701×107J×30%=5.103×106J，

由Q吸=cm△t得能燒開水的質量：

m水===16.2kg．

答：(1)完全燃燒0.1kg的丁烷氣體可以放出9×106J的熱量；

(2)需4.2×105J的熱量，才能使合金鍋內2kg的水溫度升高50℃；

(3)如果燃氣爐以最大火力工作，一瓶燃氣最多能持續燃燒1.4h，這樣能夠把質量為16.2kg的水燒開．