Question

9．為了積極響應(yīng)“節(jié)能減排”，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的號召．小明利用課余時間探究了他家天然氣燒水的效率．他在水壺中裝了初溫為20℃，體積為5L的純水，然后放在天然氣灶上加熱至沸騰（水的沸點為100℃），消耗了50dm³ 的天然氣（若天然氣完全燃燒，天然氣的熱值為4.0×10⁷J/m³，水的比熱容為4.2×10³ J/（kg•℃）．求：
（1）水壺中的水吸收的熱量；
（2）消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量；
（3）該天然氣灶的工作效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，可以計算出質(zhì)量，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）知道液化石油氣的體積和熱值，利用Q_放=Vq求出完全燃燒放出的熱量；
（3）根據(jù)效率公式求出天然氣灶的效率．

解答 解：
（1）水的體積V=5L=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水吸熱的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）消耗天然氣的體積V_氣=50dm³=50×10^-3m³，
天然氣煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=V_氣q=50×10^-3m³×4.0×10⁷J/m³=2×10⁶J，
（3）天然氣灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{2×1{0}^{6}J}$×100%=84%．
答：（1）水壺中的水吸收的熱量為1.68×10⁶J；
（2）消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為2×10⁶J；
（3）該天然氣灶的工作效率為84%．

點評 本題主要考查學生對密度公式、吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式和效率公式的了解和掌握，屬于基礎(chǔ)題目．