Question

18．某物理兴趣小组的同学为估测燃气灶的热效率，用燃气灶给2kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，在6min内完全燃烧了0.042m³的天然气（天然气的热值取4×10⁷J/m³）．求
（1）0～6min时间内，水吸收的热量是多少？
（2）0～6min时间内，燃气灶烧水时的热效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由图知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）已知天然气的体积和热值，利用Q=Vq可求得天然气完全燃烧产生的热量；烧水时的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．

解答 解：
（1）由图知，0～6min时间内，水温升高△t=90℃-20℃=70℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×70℃=5.88×10⁵J；
（2）天然气完全燃烧产生的热量：
Q_放=Vq=0.042m³×4×10⁷J/m³=1.68×10⁶J，
燃气灶烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{5.88×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=35%．
答：（1）0～6min时间内，水吸收的热量是5.88×10⁵J；
（2）0～6min时间内，燃气灶烧水时的热效率是35%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．