Question

2．一壶水质量为5kg，放在煤气灶上加热，将水从20℃加热至沸腾（在标准大气压下），燃烧了160g的煤气，【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、q_煤气=4.2×10⁷J/kg】，求在此过程中：
（1）壶中水吸收的热量   
（2）煤气完全燃烧放出的热量   
 （3）烧水的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）．
（2）已知煤气的质量和热值，可利用公式Q_放=mq计算这些煤气完全燃烧放出的热量（总能量）．
（3）求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$计算烧水的效率．

解答 解：
（1）由题知，水的质量m=5kg，水的初温t₀=20℃，标准大气压下水的沸点是100℃，即水的末温t=100℃，
所以水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5.0kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）煤气的质量m′=160g=0.16kg，煤气热值：q=4.2×10⁷J/kg，
完全燃烧煤气放出的热量：
Q_放=m′q=0.16kg×4.2×10⁷J/kg=6.72×10⁶J；
（3）烧水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{6.72×1{0}^{6}J}$×100%=25%．
答：（1）水共吸收的热量为1.68×10⁶J；
（2）液化石油气完全燃烧共放出的热量为6.72×10⁶J；
（3）烧水的效率为25%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，有意义！