Question

小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）．

（1）如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量？

（2）若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×10⁷J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）为20%，则实际消耗的煤气为多少千克？

（3）为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？

Answer 1

      解：

（1）水吸收的热量：

Q_吸=c_水m_水（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×10⁶J；

（2）由题知，Q_吸=Q_放×20%=1.68×10⁶J，

则Q_放=8.4×10⁶J

∵Q_放=mq，

即：8.4×10⁶J=m×4.2×10⁷J/kg，

解得：

m=0.2kg；

（3）改进后需要的天然气（0.2kg﹣0.04kg）放热为：

Q_放′=m′q=（0.2kg﹣0.04kg）×4.2×10⁷J/kg=6.72×10⁶J，

现在燃气灶的热效率为：

η=×100%=×100%=25%．

答：（1）水需要吸收1.68×10⁶J的热量；

（2）实际消耗的煤气为0.2千克；

（3）现在燃气灶烧水时的热效率为25%．