Question

16．小明學(xué)習(xí)了熱學(xué)的知識后，他根據(jù)自己家每天燒水、做飯的時間，估算了一下每天所消耗的天然氣能將30kg、20℃的水燒開（在1個標(biāo)準(zhǔn)氣壓下）．他又查了燃?xì)庥嬃勘恚�計算出每天消耗的天然氣約0.5m³．求：（天然氣的熱值為3.6×10⁷J/m³ ）
（1）小明家每天燒水、做飯有效利用的熱量為多少？（水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）
（2）那么小明家每天燒水、做飯至少需要天然氣多少m³？
（3）小明家所用爐具的能量利用率是多少？

Answer 1

分析 （1）燒水、做飯所需要的熱量利用吸熱公式Q_吸=cm△t即求出；
（2）由題知Q_吸=Q_放，利用Q_放=mq計算需要天然氣；
（3）每天燒水做飯需要的熱量為有用能量，利用Q_放=mq求出實際消耗的總能量，利用Q_放=mq求實際消耗的總能量，利用效率公式求能量利用率．

解答 解：（1）有效利用的熱量：
Q_有用=Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×30kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁷J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放，
由Q_放=V′q得：
V′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{7}/{m}^{3}}$=0.26m³；
（3）實際消耗的總能量Q_放實=q×V_總=3.6×10⁷J/m³×0.5m³=1.8×10⁷J，
能量利用率η=$\frac{{Q}_{有用}}{{Q}_{放實}}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{1.8×1{0}^{7}J}$×100%=56%．
答：（1）小明家每天燒水、做飯有效利用的熱量為1.008×10⁷J；
（2）小明家每天燒水、做飯至少需要天然氣0.26m³；
（3）小明家所用爐具的能量利用率是56%．

點評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq的掌握和運用，增強了學(xué)生的節(jié)能意識、環(huán)保意識，有意義！