Question

下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃?xì)鉄崴�器的參�?shù)。表中“額定熱負(fù)荷”指的是滿負(fù)荷使用時(shí)，1h內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。

（1）分別計(jì)算燃燒1m³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量。

（2）根據(jù)表中數(shù)值和你已有的知識(shí)，討論“額定燃?xì)鈮毫Α币恍兄�，“mmH₂O”的含義。

（3）王保成同學(xué)說(shuō)，“熱水產(chǎn)率”一欄中，5、3、2后面的好像是數(shù)字“1”但是在“/min”的前面又好像丟掉了什么。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷這個(gè)欄目中三個(gè)參數(shù)的正確數(shù)值和單位。

（4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對(duì)樣品的實(shí)測(cè)值。分別計(jì)算溫升25℃和55℃時(shí)的熱效率，并解釋這兩個(gè)情況下熱效率不同的原因。

Answer 1

（1）液化石油氣

=1.0×10⁶J/m³                            （1分）

人工煤氣

=0.19×10⁶J/m³                            （1分）

天然氣

=0.36×10⁶J/m³                            （1分）

（2）這一行既然是表示壓力（指壓強(qiáng)），而且在每格里，上面一行的量的單位都是壓強(qiáng)單位Pa，所以mmH₂O很可能是壓強(qiáng)的另一種單位。H₂O是水的分子式，mm是毫米的單位，聯(lián)想到有時(shí)用1mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)作為壓強(qiáng)單位，mmH₂O會(huì)不會(huì)是1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？可以試一試。

1mm水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)是

p=gh=1×10³×10×1×10^-3Pa＝10Pa                     （1分）

而“額定燃?xì)鈮毫Α耙恍兄幸詍mH₂O為單位的量的數(shù)值與以Pa為單位的量的數(shù)值的確相差10倍。所以，mmH₂O是個(gè)壓強(qiáng)單位，大小等于1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即1mmH₂O=10Pa。   （1分）

（3）以溫升40℃為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計(jì)算熱水產(chǎn)率。我們希望能夠以此判斷“l(fā)”的含義。設(shè)每分鐘產(chǎn)熱水的質(zhì)量為m，水在1min內(nèi)吸收的熱量可以表示為

Q_i＝cm(t₂－t₁)…………………………………………①    （1分）

另一方面，根據(jù)表中所給的參量，熱效率按80％計(jì)算時(shí)，水在1min內(nèi)吸收的熱量為

Q_i＝=4.93×10⁵J…………………②        （1分）

由①、②兩式解出

m＝=2.9kg≈3kg                          （2分）

由此判斷，“3”和“/min”之間的符號(hào)如果代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是“kg”�？紤]到1kg的水的體積是1L，所以這個(gè)符號(hào)一定是字母“l(fā)”（小寫的L），而不是數(shù)字“1”。因此，正確的數(shù)值和單位是3L/min。分析溫升25℃和55℃兩種情況可以印證這個(gè)結(jié)論。  （2分）

（4）由關(guān)系式  Q_i＝cm(t₂－t₁)

可知，溫升25℃時(shí)每分鐘吸收的熱量是

Q_i＝4.2×10³×5×25J＝5.25×10⁵J        （1分）

燃?xì)饷糠昼姰a(chǎn)生的熱量是

＝6.17×10⁵J

熱效率   η＝=85%                 （2分）

同理可得，溫升55℃時(shí)

熱效率 ＝75％                              （1分）

溫升較高時(shí)熱量散失多，所以熱效率較低。         （1分）