Question

15．小華嘗試估測(cè)家里使用的天然氣熱水器的熱效率．他把家里自動(dòng)洗衣機(jī)的“水量”設(shè)為40L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到40L時(shí)洗衣機(jī)自動(dòng)停止注水．已知當(dāng)時(shí)自來(lái)水溫度是15℃，熱水器輸出熱水的溫度是40℃，觀察天然氣表發(fā)現(xiàn)注水前后消耗了0.16m³天然氣．（C_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_天然氣=3.2×10⁷J/m³）求：
（1）洗衣機(jī)里的水吸收的熱量．
（2）國(guó)家出臺(tái)的《家用燃?xì)饪焖贌崴�器能效限定值及能效等�?jí)》把燃?xì)鉄崴�器的能效等�?jí)分成了三等：能效最低的為3級(jí)，熱效率值不低于84%；2級(jí)熱效率值不低于88%；1級(jí)能效最高，熱效率值不低于96%．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，說(shuō)明他家熱水器的熱效率值是否達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)水的體積，利用Q_吸=cm△t=cρV_水△t即可求出洗衣機(jī)中的水所吸收的熱量；
（2）熱水器加熱過(guò)程中天然氣釋放的能量根據(jù)Q=qV即可求出；
根據(jù)水吸收熱量與天然完全燃燒放出熱量計(jì)算出熱水器的效率，比較可得出結(jié)論．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（40℃-15℃）=4.2×10⁶J；
（2）天然氣完全燃燒放出熱量：
Q_放=qV′=3.2×10⁷J/m³×0.16m³=5.12×10⁶J；
該熱水器的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.12×1{0}^{6}J}$×100%≈82%，
由于82%＜84%，小華家熱水器未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)．
答：（1）洗衣機(jī)里的水吸收的熱量為4.2×10⁶J；
（2）小華家熱水器未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)．

點(diǎn)評(píng) 本題為熱量的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對(duì)燃料燃燒放出熱量公式、熱效率公式的理解和靈活運(yùn)用，屬于中檔題．