Question

20．完全燃烧0.3m³的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是9×10⁶J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg，11℃的水加热到100℃．水是通过热传递方式增加内能的．【天然气的热值为3.0×10⁷J/m³，水的比热容C_水=4.2×10³J/（kg•℃），当时大气压为一个标准大气压】

Answer 1

分析 （1）已知天然气的热值和体积，可利用公式Q_放=Vq计算完全燃烧0.3m³的天然气放出的热量．
（2）根据题意求出水吸收的热量，根据Q=cm（t-t₀）求出水的末温；
（3）改变内能的方式：做功和热传递．

解答 解：（1）已知V=0.3m³，q=3.0×10⁷J/m³，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Vq=0.3m³×3.0×10⁷J/m³=9×10⁶J．
（2）水吸收的热量Q_吸=ηQ_放=84%×9×10⁶J=7.56×10⁶J，
由Q_吸=cm（t-t₀）得：
水的末温t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×20kg}$+11℃=101℃，
因为在一标准大气压下水的沸点为100℃，且沸腾后继续吸热温度不变，所以水的末温为100℃；
完全燃烧0.3m³的天然气来加热水箱中的水，是通过热传递方式增加内能的．
故答案为：9×10⁶；100；热传递．

点评 本题考查了燃料完全燃烧放热公式的应用，注意固体（液体）燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq、热值单位J/kg；气体燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq、热值单位J/m³．