Question

随着“西气东输”，天然气进入了安庆城区普通家庭，小明家就已使用天然气了。小明向水壶里加入5L、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m³。然后点火将火调到最大烧水，并开始同步计时，当水烧至沸腾时，气量表读数为134.771 m³，用时24min，小明查到天然气的热值约为8.0×10⁷J/ m³,水的比热容为4.2×10³J/㎏ ·℃.
试求：①壶中的水吸收了多少热量？
②小明家天然气炉具的效率是多少？

Answer 1

1.68×10⁶J    52.5%

试题分析：①V_水=5L=5×10^-3 m³
m_水=ρ_水V_水=1.0×10₃ Kg / m³×5×10^-3 m³="5" Kg
Q_吸=C_水m_水(t-t₀）=4.2×10³J/Kg ? ℃×5Kg ×(100℃-20℃）=1.68×10⁶J
②V_气="134.771" m³ -134.731 m³ ="0.04" m³
Q_放=q_气V_气=8.0×10⁷ J/ m³×0.04 m³=3.2×10⁶ J  
η=Q_吸/Q_放=1.68×10⁶J/3.2×10⁶ J="52.5%"