Question

5．用燃气热水器烧水洗澡时，把25kg 初温为22℃的水加热到42℃．已知水的比热容为4.2×10³ J/kg•℃，天然气的热值为8.0×10⁷J/m³，该燃气热水器的热水效率为75%．
（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）热水器工作时，水所吸收的热量为2.1×10⁶J．
（3）这次洗澡需要完全燃烧0.035m³的天然气．

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；
（3）根据效率公式求出天然气完全燃烧释放的热量，利用Q=Vq求出需要天然气的体积．

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•℃）×25kg×（42℃-22℃）=2.1×10⁶J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得天然气完全燃烧释放的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{75%}$=2.8×10⁶J，
由Q_放=Vq得需要消耗天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.8×1{0}^{6}J}{8.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.035m³．
故答案为：（1）不可再生；方向；（2）2.1×10⁶；（3）0.035．

点评 本题主要考查了能源的分类、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．