Question

1．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•℃）】
（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.02m³的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m³，烧水时消耗天然气多少千克kg？
（2）在此过程中水需要吸收多少热量？
（3）若天然气的热值为6.0×10⁷J/m³，该天然气灶的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道天然气的体积，天然气的质量利用m=ρV计算；
（2）根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）根据Q_放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出天然气灶的效率．

解答 解：
（1）天然气的体积V=0.02m³，天然气的密度是ρ=0.7kg/m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，燃烧天然气的质量：m_气=ρV=0.7kg/m³×0.02m³=0.014kg，
（2）水的质量m=1kg，初温t₀=20℃，末温t=100℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
（3）天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Vq=0.02m³×6.0×10⁷J/m³=1.2×10⁶J，
天然气灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{1.2×1{0}^{6}J}$×100%=28%．
答：（1）烧水时消耗天然气0.014kg；
（2）在此过程中水需要吸收3.36×10⁵J的热量；
（3）若天然气的热值为6.0×10⁷J/m³，该天然气灶的效率是28%．

点评 此题主要考查的是学生对密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的理解和掌握，虽综合性较强，但都属于基础，难度不大．