Question

11．水壶里有2kg、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知水壶里装有2kg、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知天然气的热值8×10⁷J/m³，大气压强为1标准大气压c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．求：
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）若烧开这壶水消耗的天然气0.021m³，则天然气炉具的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的质量，还知水的初温和末温，根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量．
（2）先计算天然气完全燃烧释放的热量，水吸收的热量与天然气完全燃烧释放的热量的比值就是天然气炉具的效率．

解答 解：（1）水吸收的热量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J．
（2）天然气完全燃烧释放热量Q_放=qV=8×10⁷J/m³×0.021m³=1.68×10⁶J，
天然气炉具的效率是η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=40%．
答：（1）烧开这壶水，水需要吸收6.72×10⁵J热量；
（2）若烧开这壶水消耗的天然气是0.021m³，则天然气炉具的效率是40%．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq的掌握和运用，计算时注意固体燃料热值单位（J/kg）与气体燃料热值单位（J/m³）的区别．