题目
【题文】汽油的热值为4.6×107 J/kg。这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个60 kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3 m,他克服重力做了多少焦耳的功?________如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是多少?________这大约相当于生活中什么物体的质量?________
【题文】汽油的热值为4.6×107 J/kg。这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个60 kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3 m,他克服重力做了多少焦耳的功?________如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是多少?________这大约相当于生活中什么物体的质量?________
题目解答
答案
【答案】18000J0.39g相当于一张纸的质量
解析
考查要点:本题主要考查功的计算、热值公式的应用以及物理量与实际生活的联系。
解题思路:
- 第一空:根据克服重力做功的公式 $W = mgh$,计算人的重力势能变化。
- 第二空:利用热值公式 $Q = mq$,将已求得的功 $W$ 等同于热量 $Q$,反求汽油质量。
- 第三空:结合生活常识,将抽象的质量数值转化为具体物体的感知。
关键点:
- 重力做功与热值公式的正确应用。
- 单位换算(如千克与克的转换)。
- 生活实例的合理联想。
第一空:克服重力做的功
- 确定公式:克服重力做功为 $W = mgh$,其中 $m = 60 \, \text{kg}$,$g = 10 \, \text{m/s}^2$,总高度 $h = 10 \times 3 \, \text{m} = 30 \, \text{m}$。
- 代入计算:
$W = 60 \times 10 \times 30 = 18000 \, \text{J}$
第二空:所需汽油质量
- 等量关系:汽油完全燃烧释放的热量 $Q = W = 18000 \, \text{J}$。
- 热值公式变形:$m = \frac{Q}{q} = \frac{18000}{4.6 \times 10^7} \, \text{kg}$。
- 计算数值:
$m = \frac{18000}{46000000} \approx 0.0003913 \, \text{kg} = 0.39 \, \text{g}$
第三空:生活实例
0.39 克是极轻的物体质量,一张普通A4纸的质量约为 0.3~0.5 克,因此答案合理。