Question

12．（1）建筑工地上有一臺大型汽車吊，把100t建筑材料從地面吊到15m高處，汽車吊做的有用功為1.5×10⁷J．在這過程中，汽車吊消耗柴油的質(zhì)量為2.0kg，則完全燃燒2.0kg柴油釋放的內(nèi)能為8.6×10⁷J，該過程中汽車吊的效率為17.4%．（柴油的熱值為q=4.3×10⁷J/kg，取g=10N/kg）
（2）在一個標準大氣壓下，2kg的初溫為20℃的水，吸收了7.0×10⁵J的熱量后，水溫度升高了80℃

Answer 1

分析 （1）①知道建筑材料的質(zhì)量，可利用公式G=mg計算出建筑材料的重力，又知道上升的高度，可利用公式W_有用=Gh計算出汽車吊做的有用功．
②知道柴油的質(zhì)量和柴油的熱值，可利用公式Q_放=mq計算出柴油完全燃燒放出的熱量，即燃燒柴油釋放的內(nèi)能．
③利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$計算出汽車吊的效率．
（2）根據(jù)熱量公式Q_吸=cm△t可計算水的溫度升高了多少攝氏度．

解答 解：（1）①m=100t=1×10⁵kg，h=15m，
建筑材料的重力為：G=mg=1×10⁵kg×10N/kg=1×10⁶N，
汽車吊做的有用功為：W_有用=Gh=1×10⁶N×15m=1.5×10⁷J．
②m_柴油=2.0kg，q=4.3×10⁷J/kg，
柴油完全燃燒放出的熱量為：Q_放=mq=2.0kg×4.3×10⁷J/kg=8.6×10⁷J．
③汽車吊的效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.5×1{0}^{7}J}{8.6×1{0}^{7}J}$×100%≈17.4%．
（2）由Q_吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{7.0×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×2kg}$≈95℃
t=t₀+△t=20℃+95℃=115℃
因為在一個標準大氣壓下，所以水的溫度升高到100℃將不再上升，因此水溫度升高了100℃-20℃=80℃．
故答案為：（1）1.5×10⁷；8.6×10⁷；17.4%；（2）80．

點評 此題主要考查的是學生對功的計算公式、熱值的計算和熱機效率計算公式的理解和掌握，在計算過程中要注意單位的換算