Question

7．燃氣灶燒水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，共燃燒了0.02m³天然氣（假設天然氣完全燃燒）．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg．℃），天然氣的熱值為8.4×l0⁷J/m³．
求：（1）水吸收的熱量；
（2）燃氣灶燒水時的效率；
（3）如果一清潔能源汽車發(fā)動機天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%，汽車以72km/h勻速行駛，受到的阻力位2000N，這些天然氣可以讓這輛汽車行駛多少m？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容，求出水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）由Q_放=Vq可求出天然氣完全燃燒放出的熱量，水吸收的熱量跟天然氣完全燃燒放出的熱量之比等于燃氣灶燒水的效率；
（3）由題知，清潔能源汽車發(fā)動機天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%，可求轉(zhuǎn)化為的機械能，由于汽車勻速行駛，汽車的牽引力等于受到的阻力，再利用W=Fs求汽車行駛的路程．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁵J；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=0.02m³×8.4×10⁷J/m³=1.68×10⁶J；
燃氣灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=25%．
（3）因為清潔能源汽車發(fā)動機天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%，
所以轉(zhuǎn)化為的機械能：
W=Q_放×40%=1.68×10⁶J×40%=6.72×10⁵J，
因為汽車勻速行駛，汽車的牽引力：
F=f=2000N，
由W=Fs得汽車行駛的路程：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{2000N}$=336m．
答：（1）水吸收的熱量為4.2×10⁵J；
（2）燃氣灶燒水時的效率為25%；
（3）這些天然氣可以讓這輛汽車行駛336m．

點評 本題主要考查了燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq、吸熱公式Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）和效率公式的掌握和運用，雖知識點多、綜合性強，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．