1L水从10^circmathrm(C)加热至300^circmathrm(C)水蒸气,总吸热量约为3MJ。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考查热量计算的知识,解题思路是分别计算水从$10^{\circ}C$加热到$100^{\circ}C$吸收的热量、水在$100^{\circ}C$汽化吸收的热量以及水蒸气从$100^{\circ}C$升高到$300^{\circ}C$吸收的热量,最后将这三部分热量相加,与$3MJ$进行比较。
步骤一:计算水从$10^{\circ}C$加热到$100^{\circ}C$吸收的热量$Q_1$
根据热量计算公式$Q = cm\Delta T$(其中$Q$为吸收或放出的热量,$c$为物质的比热容,$m$为物质的质量,$\Delta T$为温度变化量)。
水的密度$\rho = 1000kg/m^3$,$1L = 1\times10^{-3}m^3$,根据$m=\rho V$,可得水的质量$m = 1000kg/m^3\times1\times10^{-3}m^3 = 1kg$。
水的比热容$c_1 = 4.2\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)$,温度变化量$\Delta T_1 = 100^{\circ}C - 10^{\circ}C = 90^{\circ}C$。
则$Q_1 = c_1m\Delta T_1 = 4.2\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)\times1kg\times90^{\circ}C = 3.78\times10^5J$。
步骤二:计算水在$100^{\circ}C$汽化吸收的热量$Q_2$
水的汽化热$L = 2.26\times10^6J/kg$,根据$Q = mL$,可得$Q_2 = mL = 1kg\times2.26\times10^6J/kg = 2.26\times10^6J$。
步骤三:计算水蒸气从$100^{\circ}C$升高到$300^{\circ}C$吸收的热量$Q_3$
水蒸气的比热容$c_2 = 2.0\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)$,温度变化量$\Delta T_2 = 300^{\circ}C - 100^{\circ}C = 200^{\circ}C$。
则$Q_3 = c_2m\Delta T_2 = 2.0\times10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)\times1kg\times200^{\circ}C = 4\times10^5J$。
步骤四:计算总吸热量$Q$
$Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 3.78\times10^5J + 2.26\times10^6J + 4\times10^5J = 3.038\times10^6J$。
因为$1MJ = 10^6J$,所以$3.038\times10^6J = 3.038MJ\approx3MJ$。