Question

12．隨著生活條件的改善，小明家住上了新樓房，新樓使用的是天然氣．小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實踐收集如下數(shù)據(jù)：水壺里放入質量為2kg、溫度為20℃的水，大火加熱直至沸騰，用掉天然氣1.68×10^-2m³．又在物理書中查到天然氣熱值為8×10⁷J/m³．[氣壓為1標準大氣壓；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
求：（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）燃氣灶的效率為多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的質量、水的初溫和末溫（1標準大氣壓水的沸點為100℃），根據(jù)公式Q_吸=cm△t可求水吸收的熱量．
（2）已知完全燃燒的天然氣的體積，利用Q_放=Vq可求得燃料完全燃燒放出的熱量；
（3）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求小明家燃氣灶的效率．

解答 解：
（1）燒開這壺水，水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=1.68×10^-2m³×8×10⁷J/m³=1.344×10⁶J．
（3）燃氣灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.344×1{0}^{6}J}$×100%=50%．
答：（1）燒開這壺水，水需要吸收6.72×10⁵J的熱量；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量為1.344×10⁶J；
（3）燃氣灶的效率為50%．

點評 本題考查熱量的計算和能量的利用效率，關鍵是公式及其變形的靈活應用，要注意一標準大氣壓下水的沸點為100℃．