Question

【題目】小王學習了有關熱學的知識后，知道水的比熱容是4.2×103J／(kg·℃)．
（1）如果小王用燃氣灶將0.005 m3 的水、溫度為20℃的水加熱到100℃，則水需要吸收多少熱量?
（2）若小王燒水用的燃氣灶使用的是熱值為4.2×107J/kg的煤氣，且燃氣灶燒水時的熱效率（熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比）為20％，則實際消耗的煤氣為多少千克?
（3）為了節約能源，小王對燃氣灶進行了改進，使燃氣灶的熱效率得到了提高．若小王在同樣的條件下將0.005 m3 的水、溫度為20℃的水加熱到100℃，可比原來節省0.04kg的煤氣，則現在燃氣灶燒水時的熱效率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：水的質量為：由ρ 得：
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.005 m3＝5kg ，
水吸收的熱量：Q吸＝c水m水(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×5kg×(100℃20℃)＝1.68×106J.
答：水需要吸收1.68×106J的熱量.
（2）解：由題知,Q吸＝Q放×20%＝1.68×106J ， 則Q放＝8.4×106J
∵Q放＝mq ， 即：8.4×106J＝m×4.2×107J/kg ，
解得：m＝0.2kg.
答：實際消耗的煤氣為0.2千克.
（3）解：改進后需要的天然氣(0.2kg0.04kg)放熱為：
Q′放＝m′q＝(0.2kg0.04kg)×4.2×107J/kg＝6.72×106J ，
現在燃氣灶的熱效率為：η＝ ×100%＝ ×100%＝25%.
答：現在燃氣灶燒水時的熱效率為25%.
【解析】（1）根據題目給出的條件，先計算水的質量，再利用熱量計算公式Q吸=cm（t-t0）計算即可．
（2）由于消耗燃氣的20%完全放出的熱量等于水吸收的熱量，再由Q=mq計算即可．
（3）將節約之后的天然氣完全燃燒放出的熱量結合效率公式，即可求得現在燃氣灶燒水時的熱效率．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解熱量的計算的相關知識，掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對燃料的熱值的理解，了解熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質量，單位是：千克．