Question

15．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．（1）水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）的物理意义是1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×10³J．（2）水的内能增加了7.392×10⁵J．（3）燃气灶烧水的效率为37.3%．

Answer 1

分析 （1）物理学规定，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容；
（2）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；
（3）由Q_放=mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率．

解答 解：
（1）根据比热容的定义可以知道，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）的物理意义是：1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×10³J；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×10⁵J，
即水的内能增加了7.392×10⁵J；
（3）天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=45×10^-3kg×4.4×10⁷J/kg=1.98×10⁶J；
燃气灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{7.392×1{0}^{5}J}{1.98×1{0}^{6}J}$×100%=37.3%．
故答案为：（1）1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×10³J；（2）7.392×10⁵；（3）37.3%．

点评 本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq、Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）和效率公式的掌握和运用，计算时注意：水吸收热量、内能增加，水的内能增加值等于水吸收的热量．