Question

20．用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，假设煤气放出的热量的80%被水吸收．已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×10⁷J/kg，求：
（1）水吸收的热量为多少？
（2）完全燃烧了煤气多少千克？

Answer 1

分析 （1）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）．
（2）假设煤气放出的热量的80%被水吸收，据此可求煤气完全燃烧放出的热量，再利用Q_放=mq求需要煤气的质量．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（70℃-20℃）=2.1×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得，煤气完全燃烧放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{5}J}{80%}$=2.625×10⁵J，
由Q_放=m_煤气q可得，需要煤气的质量：
m_煤气=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.625×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.00625kg．
答：（1）水吸收的热量为2.1×10⁵J；
（2）完全燃烧了煤气0.00625kg．

点评 本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键．