Question

13．家用燃气灶热效率是衡量燃气灶是否节能的一项重要指标，某物理兴趣小组的同学想了解家用燃气灶烧水时的热效率．他们用燃气灶给5kg的水加热，并把加热过程中水温随时间的变化情况记录在下表中．发现在6min内燃烧了0.1m³的天然气．水的比热容为4.2×10³J/（kg•C），天然气的热值约为3.5×10⁷J/m³，求：

加热时间/min	0	2	4	6
温度/℃	20	50	70	80

（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？
（2）燃气灶烧水时的热效率是多少？
（3）指出一个影响燃气灶热效率的因素．

Answer 1

分析 （1）由表中数据可知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）已知煤气的体积和热值，利用Q=Vq可求得煤完全燃烧产生的热量；烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比；
（3）从燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收方面进行考虑．

解答 解：（1）由表中数据可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（80℃-20℃）=1.26×10⁶J；
（2）煤气完全燃烧产生的热量：Q_放=Vq=0.1m³×3.5×10⁷J/m³=3.5×10⁶J；
燃气灶烧水时的热效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.26×1{0}^{6}J}{3.5×1{0}^{6}J}$×100%=36%．
（3）影响燃气灶热效率的因素：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收．
答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是1.26×10⁶J；
（2）燃气灶烧水时的热效率是36%；
（3）燃料不能完全燃烧．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及影响燃气灶热效率的因素的掌握和运用，能从表中读出水的温度变化量．