Question

【題目】小華同學為了估測家用天然氣熱水器的熱效率，進行了如下操作：把家里自動洗衣機的“水量”設為40L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機，當注水體積達到40L時洗衣機自動停止注水．已知當時自來水的溫度是15℃，熱水器輸出的熱水溫度為40℃，注水前天然氣表的示數是2365.89m3，注水后變為2366.05m3，天然氣的熱值為3.2×107J/m3．

（1）請你根據小華測量的數據計算出熱水吸收的熱量．

（2）天然氣熱水器的熱效率是多少？

（3）天然氣熱水器的能量流向圖可用圖來表示，圖中帶“？”的箭頭應當填寫的內容是什么？

Answer 1

【答案】（1）熱水吸收的熱量是4.2×106J；

（2）天然氣熱水器的熱效率是82%；

（3）箭頭應當填寫的內容是高溫煙氣帶走的內能．

【解析】

試題分析：（1）已知水的質量、初溫、末溫，根據Q吸=cm（t﹣t0）可求出水吸收的熱量；

（2）已知天然氣的熱值，根據消耗天然氣的體積，由Q放=mq可求出天然氣完全燃燒放出的熱量，水吸收的熱量是被有效利用的能量，天然氣完全燃燒放出的熱量是總能量，根據η=可求出熱效率；

（3）根據熱量的損失進行分析．

解：

（1）熱水器中水的體積：V水=40L=40×10﹣3m3，由ρ=得，

水的質量：m=ρV水=1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3=40kg，

水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×40kg×（40℃﹣15℃）=4.2×106J；

（2）消耗天然氣的體積：V=2366.05m3﹣2365.89m3=0.16m3，

天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Vq=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J，

熱水器的效率：η=×100%=×100%≈82%；

（3）燃料燃燒放出的熱量不可能完全利用，會有大部分被高溫的煙氣帶走而損失．

答：（1）熱水吸收的熱量是4.2×106J；

（2）天然氣熱水器的熱效率是82%；

（3）箭頭應當填寫的內容是高溫煙氣帶走的內能．