Question

【題目】近年來，如圖所示的各種自熱方便火鍋風(fēng)靡市場，其最大的特點是：第一，食材采用凍干技術(shù)，從而不失原有的營養(yǎng)成分，又能保持其原有的形態(tài)，且復(fù)水性極好；第二，只要往方便火鍋下層放入自帶的發(fā)熱包（其主要反應(yīng)物為生石灰），并倒入少量冷水，發(fā)熱包即釋放大量的熱，產(chǎn)生高溫水蒸氣將上層火鍋加熱至沸騰，并持續(xù)15分鐘制成熱騰騰的火鍋，這一方式為我們獲取能量提供了一條新思路。請根據(jù)以上介紹，回答以下問題：

（1）凍干技術(shù)，核心就是冷凍干燥，即把含有大量水分的食材，預(yù)先進行降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的條件下使其中的水分通過______變?yōu)樗�蒸氣脫離，達到干燥食材的目的；火鍋下層發(fā)熱包通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為______能進行加熱。

（2）若上層火鍋盛有300g的水，用火爐僅只是將這些水從20℃加熱至沸騰（一個標(biāo)準大氣壓下），需要干木柴84g，則在此過程中：

①水吸收了_____熱量；

②干木柴完全燃燒釋放了____熱量；

③該火爐的熱效率為_______？[q干木柴=1.2×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]

Answer 1

【答案】升華 內(nèi) 100800 1008000 10%

【解析】

(1)[1]根據(jù)題意知道，冷凍干燥是把含有大量水分的食材，預(yù)先進行降溫凍結(jié)成固體（冰），然后在真空的條件下使其中的水分（冰）變?yōu)樗�蒸氣脫離，是由固態(tài)直接變成了氣態(tài)，屬于升華。

[2]火鍋下層發(fā)熱包通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能進行加熱。

(2)①[3]由于一個標(biāo)準大氣壓下水的沸點為100℃，即說明水的末溫為100℃，故水吸收的熱量

Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J（kg℃）×0.3kg×（100℃-20℃）=1.008×105J

②[4]由知道，干木柴完全燃燒放出的熱量

Q放=m干木柴 q干木柴=0.084kg×1.2×107J/kg=1.008×106J

③[5]由知道，火爐的熱效率

答：(1) 水分通過升華變?yōu)樗�蒸氣脫離；發(fā)熱包通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能進行加熱；

(2)①水吸收了100800J熱量；

②干木柴完全燃燒釋放了1008000J熱量；

③該火爐的熱效率為10%。