Question

小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）．[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值q=7×10⁷J/m³]

（1）通过观察天然气表得知消耗了0.01m³的天然气，这些天然气完全燃烧放出多少热量？

（2）在此过程中水需要吸收多少热量？

（3）用额定功率是800W的电热壶在220V的额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？

 

Answer 1

分析：    （1）已知天然气的热值和体积，根据公式Q_放=Vq求出这些天然气完全燃烧放出的热量；

（2）在标准大气压下水的沸点是100℃，又知道水的质量和比热容以及初温，根据Q_吸=cm（t﹣t₀）求出水需要吸收的热量；

（3）根据效率公式求出消耗的电能，利用W=Pt求出加热时间．

解答：    解：（1）这些天然气完全燃烧放出的热量：

Q_放=Vq=0.01m³×7×10⁷J/m³=7×10⁵J；

（2）水需要吸收的热量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×10⁵J；

（3）∵η=×100%，

∴消耗的电能：

W===4××10⁵J，

∵W=Pt，电热壶的功率为800W，

∴加热时间：

t′===500s．

答：（1）消耗0.01m³的天然气气完全燃烧放出的热量为7×10⁵J；

（2）在此过程中水需要吸收3.36×10⁵J的热量；

（3）通电时间是500s．