Question

下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃氣熱水器的參數(shù)．表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時，1h內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量．

產(chǎn)品名稱		燃氣快速熱水器
產(chǎn)品型號		JSY5-C	JSR5-C	JST5-C
適用燃氣		液化石油氣	人工煤氣	天然氣
額定燃氣壓力		2800-3000Pa 280-300mmH2O	800-1000Pa 80-100mmH2O	2000-2500Pa 200-250mmH2O
額定熱負荷		37MJ/h
額定燃氣耗量		0.368×102m3/h	1.964×102m3/h	1.04×102m3/h
熱效率		＞80%
適用水壓		0.04-1.0MPa（0.4-10kgf/cm2）
熱水產(chǎn)率	溫升25℃	5l/min
	溫升40℃	3l/min
	溫升55℃	2l/min
接口尺寸	燃氣入口	G1/2″
	冷水入口	G1/2″
	熱水入口	G1/2″
外形尺寸		406mm（高）×293mm（寬）×230mm（厚）
重量		6.2kg

1、分別計算燃燒1m³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量．
2、根據(jù)表中數(shù)值和你已有的知識，討論“額定燃氣壓力”一行中，“mmH₂O”的含義．
3、王保成同學說，“熱水產(chǎn)率”一欄中，5、3、2后面的好像是數(shù)字“1”但是在“/min”的前面又好像丟掉了什么．請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單位．
4、“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對樣品的實測值．分別計算溫升25℃和55℃時的熱效率，并解釋這兩個情況下熱效率不同的原因．

Answer 1

分析：1．查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷以及石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量，利用

37×106J/h

0.368×102m3/h

、

37×106J/h

1.964×102m3/h

、

37×106J/h

1.04×102m3/h

可求燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量．
2、和1標準大氣壓的單位760mm汞柱類似，據(jù)此回答；
3、以溫升40℃為例，設(shè)每分鐘熱水產(chǎn)生率為m，利用吸熱公式可求水在1分鐘內(nèi)吸收的熱量，再根據(jù)表中所給參數(shù)，按熱水率80%計算，燃氣在1分鐘內(nèi)放出的能被水吸收的熱量，聯(lián)立方程求出m大�。�3kg）；據(jù)此判斷：3和“/min”之間的符號；
4、由放熱公式Q_放=cm△t和熱水產(chǎn)生率表，可知升溫25℃時水每分鐘吸收的熱量Q_吸和燃氣放出的熱量Q_放，利用效率公式求熱效率，
同理，求升溫55℃時熱效率．

解答：解：
1．查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷為37×10⁶J/h．
石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量分別是
0.368×10²m³/h、1.964×10²m³/h和1.04×10²m³/h．
因此，液化石油氣、人工煤氣和天然氣的熱值：
石油液化氣：q₁=

37×106J/h

0.368×102m3/h

=1×10⁶J/m³，
人工煤氣：q₂=

37×106J/h

1.964×102m3/h

=0.19×10⁵J/m³，
天然氣：q₃=

37×106J/h

1.04×102m3/h

=0.36×10⁵J/m³；
完全燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量：
Q₁=1×10⁶J，
Q₂=0.19×10⁵J，
Q₃=0.36×10⁵J；
2、“mmH₂O”也是壓強單位，表示多少mm的水柱高產(chǎn)生的壓強；
3、以溫升40℃為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱產(chǎn)生率．
設(shè)每分鐘熱水產(chǎn)生率為m，則水在1分鐘內(nèi)吸收的熱量可表示為Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃，
又根據(jù)表中所給參數(shù)，按熱水率80%計算時，燃氣在1分鐘內(nèi)放出的能被水吸收的熱量：
Q_吸=

37×106J

60

×80%=4.93×10⁵J，
∴4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃=4.93×10⁵J，
解得：m≈3kg．
由此判斷：3和“/min”之間的符號如果是代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是千克（符號kg），考慮到1千克水的體積是1升，所以，這個符號一定是字母L的小寫“l(fā)”，而不是數(shù)字“1”．因此正確的數(shù)字和單位是3升/分（3L/min）．分析溫升25℃和55℃兩種情況可以印證這個結(jié)論．
4、由關(guān)系式Q_放=cm△t和熱水產(chǎn)生率表可知升溫25℃時水每分鐘吸收的熱量和燃氣放出的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×5kg×25℃=5.25×10⁵J，
Q_放=

37×106J

60

≈6.17×10⁵J，
熱效率：
η=

Q吸

Q放

=

5.25×105J

6.17×105J

≈85%；
同理，升溫55℃時水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×2kg×55℃=4.62×10⁵J，
Q_放=

37×106J

60

≈6.17×10⁵J，
熱效率：
η=

Q吸

Q放

=

4.62×105J

6.17×105J

≈75%；
答：1、燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量分別為：1×10⁶J、0.19×10⁵J、0.36×10⁵J．
2、表示多少mm的水柱高產(chǎn)生的壓強；
3、正確的數(shù)字和單位是3升/分（3L/min）；
4、升溫25℃和55℃時的熱效率分別是85%和75%；因為溫升較高時，熱量損失多，所以熱效率較低．

點評：本題考查了學生對吸、放熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，能從復(fù)雜的題目當中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．