Question

15．一燃气灶烧水时，若要把体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃，需完全燃烧煤气放出1.68×10⁶J的热量．已知水的比热容为4.2×10³J/（kg．℃），天然气的热值为8.4×l0⁷J/m³．则需燃烧0.02m³的天然气，该燃气灶的效率为40%（假设天然气完全燃烧）．

Answer 1

分析 （1）已知水的体积求出水质量，根据水的初温末温，利用吸热公式Q_吸=Cm（t-t₀）计算水吸收的热量；
（2）已知天然气完全燃烧放出热量和热值，利用Q_放=Vq求需完全燃烧天燃气的体积；
（3）利用效率公式求该热水器的效率．

解答 解：
根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，
2L水的质量为：m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg；
水吸收的热量：Q_吸=c_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
根据Q_放=Vq可知，
需完全燃烧的天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.02m³；
燃气灶的效率为：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=40%．
故答案为：0.02；40%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，难度不大．