Question

小明家利用天然氣灶燒水，把質量為1kg的20℃的水燒開（在標準大氣壓下）．[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃），天然氣的熱值q=7×10⁷J/m³]

（1）通過觀察天然氣表得知消耗了0.01m³的天然氣，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量？

（2）在此過程中水需要吸收多少熱量？

（3）用額定功率是800W的電熱壺在220V的額定電壓下，燒開同樣質量的水，若電能轉化為內能的效率是84%，則通電時間是多少？

 

Answer 1

分析：    （1）已知天然氣的熱值和體積，根據公式Q_放=Vq求出這些天然氣完全燃燒放出的熱量；

（2）在標準大氣壓下水的沸點是100℃，又知道水的質量和比熱容以及初溫，根據Q_吸=cm（t﹣t₀）求出水需要吸收的熱量；

（3）根據效率公式求出消耗的電能，利用W=Pt求出加熱時間．

解答：    解：（1）這些天然氣完全燃燒放出的熱量：

Q_放=Vq=0.01m³×7×10⁷J/m³=7×10⁵J；

（2）水需要吸收的熱量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×10⁵J；

（3）∵η=×100%，

∴消耗的電能：

W===4××10⁵J，

∵W=Pt，電熱壺的功率為800W，

∴加熱時間：

t′===500s．

答：（1）消耗0.01m³的天然氣氣完全燃燒放出的熱量為7×10⁵J；

（2）在此過程中水需要吸收3.36×10⁵J的熱量；

（3）通電時間是500s．