Question

11．小彤家中新近安装了一台燃气热水器，正常工作时每分钟消耗燃气的体积为V=0.04m³，每分钟提供的热水质量为m=5kg，水的温度由20℃升高到60℃．已知燃气的热值q=3.5×10⁷J/m³，水的比热容为C=4.2×10³J/（kg•℃），求：
（1）每分钟消耗的燃气完全燃烧能释放的热量是多少？
（2）每分钟水吸收的热量是多少？
（3）该燃气热水器的效率多大？

Answer 1

分析 （1）知道燃气的体积和热值，根据Q=Vq求出每分钟消耗的燃气完全燃烧能释放的热量；
（2）知道水的比热容、质量、初温和末温，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）知道水吸收的热量和燃气完全燃烧释放的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出燃气热水器的效率．

解答 解：（1）每分钟消耗燃气的体积为V=0.04m³，
则每分钟消耗的燃气完全燃烧能释放的热量：
Q_放=Vq
=0.04m³×3.5×10⁷J/m³
=1.4×10⁶J．
（2）每分钟水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（60℃-20℃）
=6.3×10⁵J．
（3）该燃气热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{1.4×1{0}^{6}J}$×100%
=45%．
答：（1）每分钟消耗的燃气完全燃烧能释放的热量是1.4×10⁶J；
（2）每分钟水吸收的热量是6.3×10⁵J；
（3）该燃气热水器的效率是45%．

点评 本题考查了燃料放热公式、吸热公式及效率公式的掌握和应用，虽具有一定的综合性，但难度不大，关键要学会应用物理知识解决实际问题，体现了物理与生活相联系的思想．