[题目]小华家使用的天然气热水器.该热水器的铭牌标明了它的热效率.表示该热水器工作.天然气完全燃烧所消耗的化学能.有多大比例转化为水内能.小华尝试估测该热水器的热效率.以核对铭牌上的数值是否准确.他把家里自动洗衣机的“水量设置为 40L.用热水器输出的热水注入洗衣机.当注入水的体积达到 40L 时洗衣机便会自动停止注水.已知当时自来水� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为 40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到 40L 时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为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。

请计算：(1)水吸收的热量；

(2)天然气完全燃烧所消耗的化学能；

(3)该热水器的热效率(结果保留至 1%)；

(4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的 30%用来对 5kg 初温为 30℃的水加热，能使一标准大气压下的水温升高多少？(结果保留整数)

【答案】(1)4.2×106J；(2) 5.12×106J；(3) 82%；(4) 70℃

【解析】

(1)水的体积：

V水=40L=40dm3=0.04m3，

由ρ=得水的质量：

m=ρV水=1.0×103×kg/m3×0.04m3=40kg，

水吸收的热量

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×40kg××(40℃15℃)=4.2×106J；

(2)使用了天然气的体积：

V气=2366.05m32365.89m3=0.16m3，

天然气完全燃烧所消耗的化学能：

Q放=qV=3.2×107J/m3×0.16m3=5.12×106J；

(3)该热水器的热效率：

η= =×100%≈82%；

(4)由题知，

Q放×30%=cm′△t′

5.12×106J×30%=4.2×103J/(kg℃)×5kg×△t′，

解得水升高的温度：

△t′=73℃，

t=t0+△t′=30℃+73℃=103℃>100℃(一标准大气压下水的沸点)

所以△t′′=100℃30℃=70℃。

答：(1)水吸收的热量为4.2×106J；

(2)天然气完全燃烧所消耗的化学能为5.12×106J；

(3)该热水器的热效率为82%；

(4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的30%用来对5kg初温为30℃的水加热，能使一标准大气压下的水温升高70℃。

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