Question

19．天然氣是當(dāng)今家庭中使用較普遍的一種能源，現(xiàn)用天然氣（甲烷）來加熱水．如果天然氣的熱值為8.4×10⁷J/m³，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）．
（1）為使5kg的水溫度從20℃加熱到100℃，水需要吸收多少熱量？
（2）如果加熱過程中，天然氣放出的熱量只有50%被水吸收，則需要完全燃燒多少天然氣？

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、質(zhì)量和溫度變化，利用公式Q_吸=cm△t計(jì)算水吸收的熱量．
（2）知道水吸收的熱量和熱效率，可利用公式Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$計(jì)算天然氣需要放出的熱量，又知道天然氣的熱值，可利用公式根據(jù)Q_放=qV計(jì)算燒水要消耗多少體積的天然氣．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，
天然氣需要放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{50%}$=3.36×10⁶J；
由Q_放=qV得，
消耗天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.04m³．
答：（1）為使5kg的水溫度從20℃加熱到100℃，水需吸收1.68×10⁶J熱量；
（2）需完全燃燒0.04m³的天然氣．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對熱傳遞過程中吸熱公式、熱效率公式、燃料燃燒放出熱量公式的綜合運(yùn)用，關(guān)鍵是對公式和公式變形的理解和應(yīng)用．