Question

2．完全燃烧0.2m³的天然气可以将10kg的水从20℃加热到70℃，求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量是多少J？（q_天然气=4.2×10⁷J/m³）
（2）20kg的水从20℃加热到70℃需要吸收多少热量？（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）
（3）烧水过程中燃料的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由Q_放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量；
（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）水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃料的利用效率．

解答 解：
（1）完全燃烧0.2m³的天然气放出热量：Q_放=qV=4.2×10⁷ J/m³×0.2 m³=8.4×10⁶J，
（2）20kg的水从20℃加热到70℃吸收的热量：Q_吸1=cm₁（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg℃）×20kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁶J，
（3）10kg的水从20℃加热到70℃吸收的热量：Q_吸2=cm₂（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg℃）×10kg×（70℃-20℃）=2.1×10⁶J，
烧水过程中燃料的效率：η=$\frac{{Q}_{吸2}}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{6}J}$×100%=25%．
答：
（1）天然气完全燃烧放出的热量为8.4×10⁶J；
（2）20kg的水从20℃加热到70℃需要吸收的热量为4.2×10⁶J；
（3）烧水过程中燃料的效率为25%．

点评 本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq和Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）的运用，及燃气灶的效率的含义．此题中要注意温度“升高到（末温）”和“升高了（△t）”的区别，要审好题．