Question

下表列出的是某廠生產的家用燃氣熱水器的參數。表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時，1h內燃料燃燒產生的熱量。

產品名稱	燃氣快速熱水器
產品型號	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 80-100 mmH2O	2000-2500Pa 200-250 mmH2O
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生的熱量。

（2）根據表中數值和你已有的知識，討論“額定燃氣壓力”一行中，“mmH2O”的含義。

（3）王保成同學說，“熱水產率”一欄中，5、3、2后面的好像是數字“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的正確數值和單位。

（4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產率”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

（1）液化石油氣

              =1.0×106J/m3                            （1分）

     人工煤氣

              =0.19×106J/m3                            （1分）

      天然氣

               =0.36×106J/m3                            （1分）

（2）這一行既然是表示壓力（指壓強），而且在每格里，上面一行的量的單位都是壓強單位Pa，所以mmH2O很可能是壓強的另一種單位。H2O是水的分子式，mm是毫米的單位，聯想到有時用1mm高的汞柱產生的壓強作為壓強單位，mmH2O會不會是1mm高的水柱產生的壓強？可以試一試。

1mm水柱產生的壓強是

            p=gh=1×103×10×1×10-3Pa＝10Pa                     （1分）

而“額定燃氣壓力“一行中以mmH2O為單位的量的數值與以Pa為單位的量的數值的確相差10倍。所以，mmH2O是個壓強單位，大小等于1mm高的水柱產生的壓強，即1mmH2O=10Pa。                                                    （1分）

（3）以溫升40℃為例，根據表中其他參數計算熱水產率。我們希望能夠以此判斷“l”的含義。設每分鐘產熱水的質量為m，水在1min內吸收的熱量可以表示為

            Qi＝cm(t2－t1)…………………………………………①    （1分）

另一方面，根據表中所給的參量，熱效率按80％計算時，水在1min內吸收的熱量為

         Qi＝=4.93×105J…………………②        （1分）

由①、②兩式解出

          m＝=2.9kg≈3kg                          （2分）

由此判斷，“3”和“/min”之間的符號如果代表質量，它的意義應該是“kg”。考慮到1kg的水的體積是1L，所以這個符號一定是字母“l”（小寫的L），而不是數字“1”。因此，正確的數值和單位是3L/min。分析溫升25℃和55℃兩種情況可以印證這個結論。  （2分）

（4）由關系式  Qi＝cm(t2－t1)

 可知，溫升25℃時每分鐘吸收的熱量是

Qi＝4.2×103×5×25J＝5.25×105J                           （1分）

燃氣每分鐘產生的熱量是

         ＝6.17×105J

熱效率   η＝=85%                                    （2分）

同理可得，溫升55℃時

    熱效率 ＝75％                                                  （1分）

溫升較高時熱量散失多，所以熱效率較低。                             （1分）