Question

4．水壶里放入质量为2kg、温度为20℃的水，大火加热直至沸腾，用掉天然气1.68×10^-2m³．（天然气热值为8×10⁷J/m³．气压为1标准大气压；c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）天然气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）燃气灶的效率为多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道天然气的体积和热值，利用Q_放=Vq计算煤气完全燃烧放出的热量，
（3）利用效率公式求燃气灶烧水的效率．

解答 解：
（1）在此过程中，水吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀ ）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
（2）天然气完全燃烧放热：
Q_放=Vq=8×10⁷J/m³×1.68×10^-2m³=1.344×10⁶J，
（3）燃气灶烧水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.344×1{0}^{6}J}$×100%=50%．
答：
（1）水吸收的热量为6.72×10⁵J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.344×10⁶J；
（3）燃气灶烧水时的效率为50%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．