题目内容
【题目】“3·15”消费者权益日，小明在电视节目上了解到市场上有一批劣质天然气热水器混入（主要是热效率差，造成资源浪费），其款式与他家新安装的一样．小明想估测自己家热水器的热效率，他找到了包装箱和热水器铭牌，获得了以下信息：
包装箱及热水器的总质量为16kg |
“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏 |
包装箱平放时的底面积为0．4m2 |
热效率为85%～90%．表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有85%～90%的转化为水的内能 |
加热模式为“即热式”．即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温 |
小明接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作．已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，观察天然气表得知共用了0．15m3的天然气，天然气的热值为3．2×107J/m3，水的比热容4．2×103J/（kg·℃）,g取10N/kg．求：
（1）若在仓储时堆码层达到了极限，则最下层的包装箱上表面承受的压强是多大？
（2）小明的估测过程中，流过热水器的水吸收的热量是多少？天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）通过计算说明小明家的热水器是否是正品？
【答案】（1）最下层的包装箱上表面承受的压强是4000Pa；
（2）流过热水器的水吸收的热量是4．2×106J；天然气完全燃烧释放的热量是4．8×106J；
（3）小明家的热水器是正品．
【解析】
试题分析：（1）最下层的包装箱受到的压力：
F=G总=10m总g=10×16kg×10N/kg=1600N，
它所承受的压强：
；
（2）①水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4．2×103J/（kg℃）×40kg×（40℃-15℃）=4．2×106J；
②天然气完全燃烧释放的热量是：
Q放=qV=3．2×107J/m3×0．15m3=4．8×106J；
（3）热水器的实际热效率为：
．
由表中信息可知，热效率为85%～90%．表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有85%～90%的转化为水的内能，则87．5%符合要求，故为正品．
答：（1）最下层的包装箱上表面承受的压强是4000Pa；
（2）流过热水器的水吸收的热量是4．2×106J；天然气完全燃烧释放的热量是4．8×106J；
（3）小明家的热水器是正品．
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