题文

对城市生活垃圾的有效处理，是节能、环保的一项重要举措．收集的生活垃圾经过处理分成三类物质：一类是固体垃圾，经填埋、碾压、消毒、覆盖后恢复植被可供郊游、观光；一类是生活垃圾渗沥液，将渗沥液收集起来，用高压泵和压力管道输送到污水处理厂；一类是垃圾气体，其主要成份为甲烷（CH4），可将它收集起来加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m2的垃圾气体，已知该气体的热值为8.1×m7J/m3．请回答下列问题： （1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？ （2）若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从25℃升高到100℃？ [水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）] （3）若将这0.07m3垃圾气体完全燃烧后所产生热量的50%用来提起一质量为20t的物体，能把该物体提高多少米？（g取10N/kg）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）垃圾气体完全燃烧后产生的热量Q放=qV=8.1×107J/m3×0.07m3=5.67×106J； （2）因为Q放=Q吸；则根据Q吸=cm（t-t0）得： m= Q吸 c(t-t0) = 5.67×106J 4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-25℃) =18kg． （3）∵W=Q放η=5.67×106J×60%=3.402×106J， ∴该物体提高的高度h= W G = W mg = 3.402×106J 20×1000kg×10N/kg =17.01m． 答：（1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是5.67×106J； （2）若将这些热量全部用来烧水，可使18kg的水从25℃升高到100℃； （3）能把该物体提高17.01m．

据专家权威分析，试题“对城市生活垃圾的有效处理，是节能、环保的一项重要举措．收集的生..”主要考查你对  功的计算公式的应用，热平衡方程的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算公式的应用热平衡方程的应用

考点名称：功的计算公式的应用

• 应用:
  利用功的计算公式加计算：F或S，F=W/s，s=W/F。

• 转换思想求功的大小 ：
  “转换思想方法”求功的大小。公式W=Fs中的s 必须是在力的方向通过的距离，而且F的大小一直保持不变，能运用功的公式求解，当作用在物体上的力的大小总在发生改变，则在求解功的时候注意不能直接利用公式W=Fs，应转换思想。如：平放在地上的一根均匀木料，现用一总垂直木料方向的力将它抬到竖直为止，则至少要做多少功?由于抬木料的力的大小、方向总在发生改变，而且木料通过的距离也不完全在力的方向上，故无法直接应用公式求解。我们根据功的原理可知：使用任何机械都不省功，则对物体所做的功等效于将物体重心提高所做的功，即可求解。
  例：小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功(   )
  
  A．200JB．300J C．400JD．500J
  
  解析：本题中由于不计绳重和摩擦，属于理想机械，可使用功的原理进行求解。人站在M处时，绳长3m，当人走到N处时，此时的绳长由勾股定理可知为5m，也就是说人从M点走到N点拉下的长度为2m，即物体上升的高度h=2m。小明对绳做功至少是克服物重G所做的功，即W=Gh=100N×2m=200J。
  答案：A

考点名称：热平衡方程的应用

• 热平衡方程：
  在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q_放等于低温物体吸收的热量Q_吸，即Q_放=Q_吸，把这个关系叫热平衡方程。

• 热平衡方程式：
      两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q_吸=Q_放，称为热平衡方程。在热量计算题中，常采用此等式。
  例1：吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如图所示的袋装牛奶。为了使这袋牛奶的温度由 12℃升高到42℃，妈妈至少要用 60℃的热水多少千克?[水的比热容为4．2×10³J／(kg·℃)，设该牛奶的比热容为2．5 ×10³J／(kg·℃)，不计热量损失]
  
  
  解析：根据热传递的条件，热水的最终温度等于牛奶的最终温度，同为42℃，由于不计热量损失，所以牛奶吸收的热量Q_吸等于热水放出的热量Q_放，根据Q_吸=Q_放即可求出。
  牛奶升温时吸收的热量 Q_放=c₁m₁(t一t₀)=2．5×10³J／(kg·℃)× 0．25kg×(42℃-12℃)=18750J，
  热水由60℃降低到42℃放出的热量 Q_放=c₂m₂(t₀’一t)，Q_吸=Q_放，
  
  至少需要60℃的热水约0．248kg。