Question

随生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼房使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000g、20℃的水，在1标准大气压下，用大火将水烧至沸腾．他在物理书中查到天然气热值为8×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）天然气炉具的效率是40%，请你计算烧开这壶水：

（1）水需要吸收多少热量？

（2）至少需要燃烧天然气的体积？

Answer 1

分析： （1）一标准大气压下水的沸点为100℃，已知水的质量和比热容以及初温、末温，根据Q_吸=cm（t﹣t₀）求出水吸收的热量；

（2）根据天然气炉具的效率是40%，利用Q=vq可求得需要燃烧多少m³的天然气．

解答： 解：（1）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，

水吸收的热量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）

=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）

=6.72×10⁵J；

（2）∵天然气炉具的效率是40%，

∴完全燃烧天然气放出的热量：

Q_放===1.68×10⁶J，

∵Q_放=Vq，

∴V===0.021m³．

答：（1）水需要吸收6.72×10⁵J的热量；

（2）至少需要燃烧0.021m³的天然气．