Question

5．燃?xì)庠顭�水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02m³天然氣（假設(shè)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8.4×10⁷J/m³．求：
（1）水吸收的熱量；
（2）燃?xì)庠顭�水時的效率；
（3）請你從能量利用的角度分析在此過程中能量的轉(zhuǎn)化形式，并說明能量轉(zhuǎn)化具有方向性．

Answer 1

分析 （1）利用Q_吸=cm（t-t₀）可求得水吸收的熱量；
（2）利用Q_放=Vq求得天然氣完全燃燒放出的熱量：再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可求得燃?xì)庠顭�水時的效率
（3）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性，如：熱傳遞時內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移向低溫物體的．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=0.02m³×8.4×10⁷J/kg=1.68×10⁶J；
（3）燃?xì)庠畹男�率�?br />η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=40%；
（3）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由于能量的利用率沒有達(dá)到100%，我們不能將燒水及散失的能量再自動聚集成天然氣（化學(xué)能）．                     
答：（1）水吸收的熱量為6.72×10⁵J；
（2）燃?xì)庠顭�水的效率�?0%；
（3）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由于能量的利用率沒有達(dá)到100%，我們不能將燒水及散失的能量再自動聚集成天然氣（化學(xué)能）．

點(diǎn)評 本題考查了求水吸收的熱量、燃?xì)庠畹男�率，�?yīng)用熱量公式、燃燒值、效率公式即可正確解題．