Question

科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。

(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为______J，这个值也是物体A增加的机械能。

(2)把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧______g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过______（填“做功”或“热传递”）的途径实现的。

[已知：水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×10⁷J/kg]

Answer

1.4 21 热传递

【解析】

(1)[1]由滑轮组可知，绳子自由端移动的距离为

s＝2h＝2×0.1m＝0.2m

拉力做的总功为

W＝Fs＝10N×2×0.1m＝2J

由机械效率表达式可得，克服物体A的重力所做的功为

W有用＝W总η＝2J×70%＝1.4J

(2)[2]水吸收的热量

Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃﹣25℃)＝6.3×105J

由题知，酒精完全燃烧放出的热量

Q放＝Q吸＝6.3×105J

由Q放＝mq得，需要完全燃烧酒精的质量

[3]烧水时，水的内能增加是通过热传递的方式实现的。