Question

小明想計(jì)算一下家用天然氣灶燒水時(shí)的熱效率，他用容積為2L的瓶子接滿水倒入燒水壺中，并測(cè)出水溫為20℃．把水剛加熱到100℃時(shí)，測(cè)出消耗天然氣0.06m³．已知天然氣熱值約為3.9×10⁷J/m³，水的比熱容為4.2×10⁸J/（kg?℃）．求：
（1）天然氣灶燒水是把

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．
（2）把這些水燒開，需要吸收的熱量約為多少？

 

（3）此次燒水的效率是多少？

 

．

Answer 1

分析：（1）燃料燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，
（2）知道水的體積，利用m=ρV求水的質(zhì)量，知道水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量（有用能量）；
（3）知道使用天然氣的體積和天然氣的熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=qV求天然氣完全燃燒放出的熱量（總能量）；
利用效率公式η=

Q吸

Q放

×100%求天然氣爐具燒水的效率．

解答：解：（1）天然氣灶燒水是把燃料的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量被水吸收；
（2）∵ρ=

m

V

，
∴水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
（3）天然氣完全燃燒時(shí)放出的熱量：
Q_放=qV
=3.9×10⁷J/m³×0.06m³
=2.34×10⁶J；
燒水效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

6.72×105J

2.34×106J

×100%≈28.7%．
故答案為：（1）化學(xué)；內(nèi)；
（2）6.72×10⁶J；
（3）28.7%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，注意：固體和液體的熱值單位為J/kg，氣體燃料的熱值單位為J/m³．