如图所示,小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,此过程的能量转化方式与柴油机的______冲程相同。小明参加了一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106J,这些能量相当于完全燃烧______m3的天然气,若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,则在标准大气压下这些热量可将______kg20℃的水烧开。(c水=4.2×103J/(kg•℃);q天燃气=4×107J/m3)
答案:压缩 0.21 12.5
解析
小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,这是因为压缩筒内空气做功,使空气的内能增加;该实验中,活塞的机械能转化为筒内空气的内能,与内燃机的压缩冲程的能量转化方式相同。
由题意知,天然气完全燃烧放出的热量等于小明长跑时身体消耗的能量,由Q放=qV,可知需要燃烧的天然气体积为
[3]由题意知,天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×106J
水的质量为
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