Question

17．“西氣東輸”工程實施后，淮北市民現(xiàn)在也使用了清潔環(huán)保的天然氣．家住市區(qū)的小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實踐收集了如下數(shù)據(jù)：水壺里放入2L、20℃的水，大火加熱直至沸騰；又在物理書中查到天然氣熱值為8×10⁷J/m³．（氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）
（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？
（2）如果小明家天然氣爐具的效率是60%，燒開這壺水，需要燃燒多少m³的天然氣？

Answer 1

分析 （1）已知水的體積和密度，根據(jù)公式可求水的質(zhì)量；知道水的初溫和末溫（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓水的沸點為100℃），根據(jù)公式Q_吸=cm△t可求水吸收的熱量．
（2）根據(jù)天然氣爐具的效率是60%，求出燃料完全燃燒放出的熱量，再利用Q_放=Vq可求得需要燃燒多少m³的天然氣．

解答 解：（1）因為V=2L=2000cm³，t₀=20℃，t=100℃，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量：
m=ρV=1g/cm³×2000cm³=2000g=2kg；
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由題意可知，η=60%，則Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{60%}$=1.12×10⁶J；
根據(jù)Q_放=Vq可得，V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.12×1{0}^{6}J}{8×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.014m³．
答：（1）燒開這壺水，水需要吸收了6.72×10⁵J的熱量；
（2）如果小明家天然氣爐具的效率是60%，燒開這壺水，需要燃燒0.014m³的天然氣．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式和燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，計算時注意單位統(tǒng)一．