Question

【题目】小华同学为了估测家用天然气热水器的热效率，进行了如下操作：把家里自动洗衣机的“水量”设为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水体积达到40L时洗衣机自动停止注水．已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，天然气的热值为3.2×107J/m3．

（1）请你根据小华测量的数据计算出热水吸收的热量．

（2）天然气热水器的热效率是多少？

（3）天然气热水器的能量流向图可用图来表示，图中带“？”的箭头应当填写的内容是什么？

Answer 1

【答案】（1）热水吸收的热量是4.2×106J；

（2）天然气热水器的热效率是82%；

（3）箭头应当填写的内容是高温烟气带走的内能．

【解析】

试题分析：（1）已知水的质量、初温、末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）可求出水吸收的热量；

（2）已知天然气的热值，根据消耗天然气的体积，由Q放=mq可求出天然气完全燃烧放出的热量，水吸收的热量是被有效利用的能量，天然气完全燃烧放出的热量是总能量，根据η=可求出热效率；

（3）根据热量的损失进行分析．

解：

（1）热水器中水的体积：V水=40L=40×10﹣3m3，由ρ=得，

水的质量：m=ρV水=1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3=40kg，

水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×40kg×（40℃﹣15℃）=4.2×106J；

（2）消耗天然气的体积：V=2366.05m3﹣2365.89m3=0.16m3，

天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J，

热水器的效率：η=×100%=×100%≈82%；

（3）燃料燃烧放出的热量不可能完全利用，会有大部分被高温的烟气带走而损失．

答：（1）热水吸收的热量是4.2×106J；

（2）天然气热水器的热效率是82%；

（3）箭头应当填写的内容是高温烟气带走的内能．