Question

5．小明在学习了热学的有关知识后，知道了水的比热容4.2×10³J/（kg•℃），他想估算自己家所用的天然气灶的效率，于是，在铁锅中装入3kg水，并将其放在天然气灶上从15℃加热到75℃，加热前后小明观察了天然气表（如图所示），上面的示数分别为：1234567m³和1234605m³．
（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的警示，请说出原因．
（2）水从15℃升高到75℃吸收了多少热量？
（3）若铁锅吸收的热量不计，则该天然气灶烧水的效率大约是多少？（q_天然气约为3.9×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）天然气着火点低，易燃易爆；
（2）水的质量，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）求出燃烧天然气的体积，根据Q_放=Vq求出天燃气燃烧放出的热量，再根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$求出烧水的效率．

解答 解：（1）天然气着火点低，如果有漏气现象，用明火检查时，容易点燃漏出的天然气，放出爆炸事故；
（2）水的质量m=3kg，初温t₀=15℃，末温t=75℃，水的比热c_水=4.2×10³J/（kg•℃），
水吸收的热量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×（75℃-15℃）=7.56×10⁵J；
（3）天然气表表盘的后三位是小数，燃烧天然气的体积V=1234.605m³-1234.567m³=0.038m³，天然气热值约为q=3.9×10⁷J/m³，
天燃气燃烧放出的热量Q_放=Vq=3.9×10⁷J/m³×0.038m³=1.482×10⁶J，
烧水的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{5}J}{1.482×1{0}^{6}J}$×100%≈51%．
答：（1）天然气着火点低，易燃易爆；（2）水从15℃升高到75℃吸收了7.56×10⁵J热量；（3）这次烧水的热效率是51%．

点评 此题主要考查的是学生对热量、热值和效率计算公式的理解和掌握，综合性较强，有一定难度．