Question

（2007?苏州）小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×10³J/（kg?℃）．
（1）如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量？
（2）若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×10⁷J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）为20%，那么把质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃实际消耗的煤气为多少千克？
（3）为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？

Answer 1

分析：（1）可直接利用热量计算公式Q_吸=cm（t-t₀）求解．
（2）由于消耗燃气的20%完全放出的热量等于水吸收的热量，所以根据这个关系和“热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比”即可列式求得．
（3）将节约之后的天然气完全燃烧放出的热量结合η的表达式，即可求得现在燃气灶烧水时的热效率．

解答：解：
（1）Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J
（2）m=

Q放

q

=

Q吸 20%

q

=

1.68×106 20%

4.2×107J/kg

=0.2kg
（3）改进后需要的天然气（0.2kg-0.04kg）放热为：
Q_放′=mq=（0.2kg-0.04kg）×4.2×10⁷J/kg=6.72×10⁶J
所以现在燃气灶的热效率为：
η=

Q吸

Q放′

×100%=

1.68×106J

6.72×106J

×100%=25%
答：（1）将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收1.68×10⁶J的热量．
（2）需要消耗0.2kg的天然气．
（3）现在燃气灶的热效率为25%．

点评：本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，也是一道生活中的物理题，有其实用价值．对公式的把握和运用是基础，只要读好题，总体来说本题难度不大．