《2025年作业本江西教育出版社九年级物理上册教科版》

11. 为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧$20\ kg$秸秆煤可放出多少热量？若这些热量完全被水吸收，可使多少千克水由$20\ ℃$升高到$40\ ℃$？[$q_{秸秆}=2.1×10^7\ J/kg$，$c_{水}=4.2×10^3\ J/(kg · ℃)$]

答案： 解：根据题意，完全燃烧$20\kg$秸秆煤释放的热量为：
$Q_{放} = m · q_{秸秆} = 20\ \kg × 2.1 × 10^7\ J/kg = 4.2 × 10^8\ J$。
若这些热量完全被水吸收，则：
$Q_{吸} = Q_{放} = 4.2 × 10^8\ J$。
根据热量公式$Q_{吸} = m_{水} · c_{水} · \Delta t$，
可得水的质量为：
$m_{水} = \frac{Q_{吸}}{c_{水} · \Delta t} = \frac{4.2 × 10^8\ J}{4.2 × 10^3\ J/(kg · ℃) × (40℃ - 20℃)} = \frac{4.2 × 10^8\ J}{8.4 × 10^5\ J/kg} = 5000\ kg$。
答：
完全燃烧$20\kg$秸秆煤可放出$4.2 × 10^8\ J$热量；
可使$5000\kg$水由$20℃$升高到$40℃$。

12. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是 21 世纪的理想能源。新型氢燃料公交车已在部分城市投入使用。已知$c_{水}=4.2×10^3\ J/(kg · ℃)$，$q_{氢}=1.4×10^8\ J/kg$。
(1)质量为$0.6\ kg$的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
(2)若这些热量的$80\%$全部被质量为$200\ kg$、温度为$10\ ℃$的水吸收，则在标准大气压下，水升高的温度是多少？

答案：
(1) $Q_{放}=m_{氢}q_{氢}=0.6\ kg×1.4×10^{8}\ J/kg = 8.4×10^{7}\ J$。
(2) $Q_{吸}=\eta Q_{放}=80\%×8.4×10^{7}\ J = 6.72×10^{7}\ J$，由$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$可得，$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac{6.72×10^{7}\ J}{4.2×10^{3}\ J/(kg·^{\circ}C)×200\ kg}=80^{\circ}C$，在标准大气压下，水的沸点是$100^{\circ}C$，水初始温度为$10^{\circ}C$，$10^{\circ}C + 80^{\circ}C = 90^{\circ}C\lt100^{\circ}C$，所以水升高的温度$\Delta t = 80^{\circ}C$。
答：
(1)质量为$0.6kg$的氢燃料完全燃烧放出的热量是$8.4×10^{7}\ J$；
(2)水升高的温度是$80^{\circ}C$。