Question

19．小明为了测量天然气炉具烧水的效率，他用天然气炉将5kg的20℃水加热，若在24min内完全燃烧了0.14m³的天然气，水的温度升高到100℃．[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×10⁷J/m³]
求：（1）水吸收的热量；
（2）天然气炉具烧水的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
（2）知道使用天然气的体积和天然气的热值，利用燃料完全燃烧放热公式求天然气完全燃烧放出的热量（总能量）；利用效率公式求天然气炉具烧水的效率．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）
=1.68×10⁶J；
（2）天然气完全燃烧时放出的热量：
Q_放=qV
=4.0×10⁷J/m³×0.14m³
=5.6×10⁶J；
天然气炉具的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{5.6×1{0}^{6}J}$=30%．
答：（1）水吸收的热量为1.68×10⁶J；
（2）天然气炉具烧水的效率为30%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m³．