Question

4．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌表明了它的热效率，表示该热水器工作 时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热 水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确，他把家里自动洗衣机的“水量”设置为 40L，用热水器输出的热水注入到洗衣机，当注入水的体积达到 40L 时洗衣机会自动停 止注水．已知当时自来水的温度是 15℃，热水器输出热水的温度为 40℃，注水前天然 气表的示数是2365.89m³．注水后变为 2366.05m³，请你计算：（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为 3.2×10⁷J/m³）
（1）洗衣机中注入的自家自来水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率．

Answer 1

分析 （1）根据水的体积，利用Q_吸=cm△t=cρV_水△t即可求出洗衣机中的水所吸收的热量；
（2）热水器加热过程中天然气释放的能量根据Q=qV即可求出；热水器等于水吸收的热量与消耗总的能量之比．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=cρV_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³×（40℃-15℃）
=4.2×10⁶J；
（2）天然气完全燃烧释放的能量：
Q=qV=3.2×10⁷J/m³×（2366.05m³-2365.89m³）=5.12×10⁶J；
该热水器的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.12×1{0}^{6}J}$×100%≈82%．
答：（1）洗衣机中注入的自家自来水吸收的热量为4.2×10⁶J；
（2）该热水器的热效率为82%．

点评 本题为热量的综合计算题，考查了学生对燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，属于中档题．