Question

9．小明在家使用的是天然氣燒開水，小明想：怎樣計算天然氣的熱值呢？他通過實踐收集如下數據：水壺里放入2000cm³、20℃的水，大火加熱直至沸騰，天然氣灶具的效率是40%，消耗天然氣0.021m³，（氣壓為1個標準大氣壓；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？
（2）天然氣的熱值是多少J/m³？

Answer 1

分析 （1）已知水的體積和密度，根據公式可求水的質量，還知水的初溫和末溫，根據公式Q=cm△t可求水吸收的熱量．
（2）根據天然氣爐具的效率是40%，利用Q=Vq可求天然氣的熱值．

解答 解：（1）因為ρ=$\frac{m}{V}$
所以m=ρV=1.0 g/cm³×2000cm³=2000g=2kg
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{40%}$=1.68×10⁶J
因為Q_放=Vq，
所以q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{0.021{m}^{3}}$=8×10⁷J/m³．
答：
（1）燒開這壺水，水需要吸收的熱量是6.72×10⁵J；
（2）天然氣的熱值是8×10⁷J/m³．

點評 本題考查熱量的計算和能量的利用效率，關鍵是公式及其變形的靈活應用．