Question

16．小明同学设计了一个测定液化气热值的实验：取500g水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，用液化气给水加热到80℃时，消耗了0.003m³的液化气．
（1）在此过程中水吸收的热量．
（2）此次实验测得液化气的热值为多少J/m³？
（3）已知液化气的热值为4.9×10⁷J/m³，由此可知此次实验的加热效率为多少？（计算结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）指知道水的质量、比热容和温度变化，利用Q=cm△t求水吸收的热量；
（2）结合消耗的液化气的体积，利用q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$可计算液化气的热值；
（3）计算热效率时，总热量应利用液化气完全燃烧放出的热量．

解答 解：
（1）已知水的质量m=500g=0.5kg，△t=80℃-20℃=60℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×60℃=1.26×10⁵J；
（2）消耗液化气的体积：
V=0.003m³．
液化气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Q_吸=1.26×10⁵J，
热值：q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{0.003{m}^{3}}$=4.2×10⁷J/m³；
（3）液化气完全燃烧实际放出的热量：
Q_放′=Vq=0.003m³×4.9×10⁷J/m³=1.47×10⁵J，
液化气的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}′}$×100%=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{1.47×1{0}^{5}J}$×100%≈85.7%．
答：（1）在此过程中水吸收的热量为1.26×10⁵J；
（2）此次实验测得液化气的热值为4.2×10⁷J/m³；
（3）已知液化气的热值为4.9×10⁷J/m³，由此可知此次实验的加热效率为85.7%．

点评 本题综合考查了吸收热量的计算、热值的计算、效率的计算，灵活应用相关公式是关键．