Question

6．用燃气灶烧水时，把2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了40g 天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.2×10⁷ J/kg，水的比热容为4.2×10³ J/（kg•℃）．
（1）天然气属于不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有方向的．
（2）水的内能增加了6.72×10⁵J，这是通过热传递的方式增加内能的．
（3）燃气灶烧水的效率为40%．

Answer 1

分析 （1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
能量转化和转移是有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的．
（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；
改变物体内能的方式有做功和热传递，热传递是能量的转移，做功是能量的转化；
（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）天然气是不可再生资源，在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
即水的内能增加了6.72×10⁵J；
水吸收热量，是通过热传递改变水的内能的；
（3）天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=40×10^-3kg×4.2×10⁷J/kg=1.68×10⁶J；
燃气灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=40%．
故答案为：（1）不可再生；方向；（2）6.72×10⁵；热传递；（3）40．

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．