题文

2013年3月12日，日本宣布首次成功分离可燃冰．可燃冰是天然气与水在高压低温条件下的结晶物质，分布在深海沉淀物或陆域永久冻土中，外观像冰一样，但遇火极易燃烧，是一种能量很高的清洁能源．它的主要成份是甲烷，1m3可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水，已知甲烷气体的热值为3.6×107J/m3．求： （1）1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧时放出的热量？ （2）若这些热量全部被以液化天然气（LNG）做燃料（其主要成分是甲烷）的公交车使用，可供公交车以36km/h的速度匀速行驶1640min，则这段时间内发动机的实际功率为多大？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由热值的计算公式，可得：Q放=q甲烷V=3.6×107J/m3×164m3=5.904×109J； （2）∵W=Q放； ∴由P= W  t 可得： P= W  t = Q放 t = 5.904×109J 1640×60s =6.0×104W． 答：（1）1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧时放出的热量为5.904×109J； （2）发动机的实际功率为6.0×104W．

据专家权威分析，试题“2013年3月12日，日本宣布首次成功分离可燃冰．可燃冰是天然气与水..”主要考查你对  功率的计算，热量的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算热量的计算

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，
  （2）物体在水下受平衡力的作用，则
  则