Question

9．为了积极响应“节能减排”，建设资源节约型和环境友好型社会的号召．小明利用课余时间探究了他家天然气烧水的效率．他在水壶中装了初温为20℃，体积为5L的纯水，然后放在天然气灶上加热至沸腾（水的沸点为100℃），消耗了50dm³ 的天然气（若天然气完全燃烧，天然气的热值为4.0×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³ J/（kg•℃）．求：
（1）水壶中的水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）该天然气灶的工作效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，可以计算出质量，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）知道液化石油气的体积和热值，利用Q_放=Vq求出完全燃烧放出的热量；
（3）根据效率公式求出天然气灶的效率．

解答 解：
（1）水的体积V=5L=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水吸热的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）消耗天然气的体积V_气=50dm³=50×10^-3m³，
天然气煤气完全燃烧放出的热量：
Q_放=V_气q=50×10^-3m³×4.0×10⁷J/m³=2×10⁶J，
（3）天然气灶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{2×1{0}^{6}J}$×100%=84%．
答：（1）水壶中的水吸收的热量为1.68×10⁶J；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为2×10⁶J；
（3）该天然气灶的工作效率为84%．

点评 本题主要考查学生对密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的了解和掌握，属于基础题目．