Question

8．小明家过去做饭烧蜂窝煤，现在用煤气灶．小明在学习了热学的有关知识后，知道水的比热容和密度分别是4.2×10³J/（kg•℃）和1×10³kg/m³，煤气的热值为4.2×10⁷J/m³．他想估算一下自己家中每天煤气灶烧水的效率．小明测得把1L、初温为20℃的水升高50℃，消耗了10dm³煤气．求：
（1）水吸收的热量为多少？
（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）煤气灶烧水的效率为多少？

Answer 1

分析 （1）一只水的体积，利用密度公式计算出水的质量；知道水的比热容、水的初温和末温，利用公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）已知煤气的体积和热值，可利用公式Q_放=Vq计算这些煤气完全燃烧放出的热量；
（3）求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%计算煤气炉子的效率．

解答 解：（1）水的体积：V=1L=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×50℃=2.1×10⁵J；
（2）煤气的体积：
V=10dm³=0.01m³，
这些煤气完全燃烧放出的热量：
Q_放=V_气q=0.01m³×4.2×10⁷J/m³=4.2×10⁵J；
（3）煤气炉子的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=50%．
答：（1）水吸收的热量为2.1×10⁵J；
（2）煤气完全燃烧释放的热量为4.2×10⁵J；
（3）煤气灶烧水的效率为50%．

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，与生活相连，使学生觉得学了物理有用．