某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为20L的水从5℃加热到85℃时，共消耗了3kg的干木柴，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg）．

Question

某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为20L的水从5℃加热到85℃时，共消耗了3kg的干木柴，已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×10⁷J/kg）．求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）铁锅烧水的效率．
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间．马铃薯还是煮不软，为什么？

Answer 1

（1）干木柴完全燃烧放出的热量                                                    
Q_放=mq=3kg×1.2×10⁷J/kg=3.6×10⁷J；
（2）由ρ=(m)/(V)可得水的质量：
m=ρV=20×10^-3m³×1.0×10³kg/m³=20kg，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×20kg×（85℃-5℃）=6.72×10⁶J，
（3）铁锅烧水的效率：
η=(Q吸)/(Q放)×100%=(6.72×106J)/(3.6×107J)×100%≈18.7%．
（4）水沸腾了很长时间马铃薯还是煮不软，这是因为海拔高度越高，气压越低，气压低，沸点降低，所以不易把马铃薯煮软．
答：（1）干木柴完全燃烧放出的热量为3.6×10⁷J；
（2）水吸收的热量为6.72×10⁶J；
（3）铁锅烧水的效率为18.7%；
（4）因为海拔高度越高，气压越低，气压低，沸点降低，所以不易把马铃薯煮软．