题目内容
【题目】小华同学为了估测家用天然气热水器的热效率,进行了如下操作:把家里自动洗衣机的“水量”设为40L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注水体积达到40L时洗衣机自动停止注水.已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出的热水温度为40℃,注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为2366.05m3,天然气的热值为3.2×107J/m3.
(1)请你根据小华测量的数据计算出热水吸收的热量.
(2)天然气热水器的热效率是多少?
(3)天然气热水器的能量流向图可用图来表示,图中带“?”的箭头应当填写的内容是什么?
【答案】(1)热水吸收的热量是4.2×106J;
(2)天然气热水器的热效率是82%;
(3)箭头应当填写的内容是高温烟气带走的内能.
【解析】
试题分析:(1)已知水的质量、初温、末温,根据Q吸=cm(t﹣t0)可求出水吸收的热量;
(2)已知天然气的热值,根据消耗天然气的体积,由Q放=mq可求出天然气完全燃烧放出的热量,水吸收的热量是被有效利用的能量,天然气完全燃烧放出的热量是总能量,根据η=可求出热效率;
(3)根据热量的损失进行分析.
解:
(1)热水器中水的体积:V水=40L=40×10﹣3m3,由ρ=得,
水的质量:m=ρV水=1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3=40kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×40kg×(40℃﹣15℃)=4.2×106J;
(2)消耗天然气的体积:V=2366.05m3﹣2365.89m3=0.16m3,
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J,
热水器的效率:η=×100%=×100%≈82%;
(3)燃料燃烧放出的热量不可能完全利用,会有大部分被高温的烟气带走而损失.
答:(1)热水吸收的热量是4.2×106J;
(2)天然气热水器的热效率是82%;
(3)箭头应当填写的内容是高温烟气带走的内能.