《2025年基础训练大象出版社九年级物理全一册教科版》

20. “可燃冰”是未来洁净的新能源,具有热值大、能直接点燃等特点。假设可燃冰的热值为$5.9×10^{9}J/m^{3}$,则完全燃烧$1m^{3}$的可燃冰能使质量约为多少千克的20℃的水温度升高到100℃？[$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg·℃)$,不计热量损失]

答案： 1. 已知可燃冰热值 $V = 1m^{3}$，热值 $q = 5.9 × 10^{9}J/m^{3}$，根据燃料完全燃烧放热公式 $Q_{放} = Vq$，可得：
$Q_{放}=1m^{3} × 5.9× 10^{9}J/m^{3}=5.9× 10^{9}J$
2. 因为不计热量损失，所以 $Q_{吸}=Q_{放}=5.9× 10^{9}J$，已知水的初温 $t_{0}=20^{\circ}C$，末温 $t = 100^{\circ}C$，水的比热容 $c_{水}=4.2× 10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$\Delta t=t - t_{0}=100 - 20 = 80^{\circ}C$，根据 $Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，可得 $m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}$，则：
$m=\frac{5.9× 10^{9}J}{4.2× 10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×80^{\circ}C}\approx1.76× 10^{4}kg$
答：完全燃烧$1m^{3}$的可燃冰能使质量约为$1.76× 10^{4}kg$的$20^{\circ}C$的水温度升高到$100^{\circ}C$。