Question

【題目】小明是個(gè)很善于把物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的同學(xué)，最近他家中新安裝了天然氣熱水器，如圖所示.小明仔細(xì)觀察了包裝箱、熱水器銘牌，獲得了以下信息：
①包裝箱及熱水器的總質(zhì)量為16kg；
②“堆碼層數(shù)極限”標(biāo)志數(shù)為11，即該包裝箱在倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)從地面開始，平放時(shí)最大堆放層數(shù)是11層，超過則可能把最底層的包裝箱壓壞；
③根據(jù)包裝箱尺寸計(jì)算出平放時(shí)的底面積為0.4m2 ；
④加熱模式為“即熱式”.即用熱水器給水加熱時(shí)，只要接通開關(guān)讓自來(lái)水流過熱水器，流出的水即可達(dá)到設(shè)定的水溫.
他接通熱水器工作開關(guān)，當(dāng)流出40kg熱水時(shí)，讓熱水器停止工作.已知當(dāng)時(shí)自來(lái)水的溫度是15℃，熱水器輸出的熱水溫度為40℃，觀察天然氣表得知共用了0.15m3的天然氣，天然氣的熱值為3.2×107J/m3 ， 水的比熱容4.2×103J/（kg·℃）.請(qǐng)幫小明解答下列問題：

（1）若在倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)堆碼層達(dá)到了極限11層，則最下層的包裝箱承受的壓強(qiáng)是多大？
（2）該熱水器的實(shí)際效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：一個(gè)包裝箱的重力為：G1=mg=16kg×10N/kg=160N；

則10個(gè)包裝箱的重力為：G2=10G1=10×160N=1600N；

則11層時(shí)，最下層包裝箱受到的壓強(qiáng)為：p==== 4×103Pa.

（2）解：40kg水從15℃升溫到40℃吸收的熱量：

Q吸= cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×40kg ×(40℃-15℃)= 4.2×106J ；

燃燒0.15m3的天然氣放出的熱量：Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J；

則熱水器的效率：= =0.875=87.5%

【解析】（1）堆放11層時(shí)，最下層包裝箱受到的壓力等于上面10個(gè)包裝箱的重力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出最下層包裝箱受到的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)Q吸= cm（t-t0）求出水吸收的熱量，根據(jù)Q放=Vq求出天然氣完全燃燒放出的熱量，再根據(jù)求出熱水器的效率.
【考點(diǎn)精析】掌握重力的計(jì)算和壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算是解答本題的根本，需要知道重力的計(jì)算公式：G=mg；壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）．