Question

20．小明家過去燒水做飯燒蜂窩煤，現(xiàn)在用煤氣灶．小明在學(xué)習(xí)了熱學(xué)的有關(guān)知識(shí)后，知道水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），煤氣的熱值為4.2×10⁷J/kg．他想估算一下自己家中每天煤氣灶燒水的效率．小明測得初溫為20℃、體積為5L水的溫度升高了50℃，消耗了50g煤氣．求：
（1）水吸收的熱量為多少？
（2）假設(shè)煤氣完全燃燒，煤氣灶燒水的效率為多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和水的溫度變化，可利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算水吸收的熱量；
（2）知道煤氣的熱值和質(zhì)量，可利用公式Q_放=mq計(jì)算煤氣完全燃燒放出的熱量；根據(jù)效率公式求出煤氣灶燒水的效率．

解答 解：水的體積：V=5L=5×10^-3m³△t=50℃
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg 
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J，
（2）消耗煤氣的質(zhì)量m_煤=50g=0.05kg；煤氣熱值q=4.2×10⁷J/kg，
煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=m_煤q=0.05kg×4.2×10⁷J/kg=2.1×10⁶J    
煤氣灶燒水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.05×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{6}J}$×100%=50%．  
答：（1）水吸收的熱量為1.05×10⁶J；
（2）假設(shè)煤氣完全燃燒，煤氣灶燒水的效率為50%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運(yùn)用．