Question

4．小華家使用的是天然氣熱水器，該熱水器的銘牌表明了它的熱效率，表示該熱水器工作 時，天然氣完全燃燒所消耗的化學能，有多大比例轉化為水的內能．小華嘗試估測該熱 水器的熱效率，以核對銘牌上的數值是否準確，他把家里自動洗衣機的“水量”設置為 40L，用熱水器輸出的熱水注入到洗衣機，當注入水的體積達到 40L 時洗衣機會自動停 止注水．已知當時自來水的溫度是 15℃，熱水器輸出熱水的溫度為 40℃，注水前天然 氣表的示數是2365.89m³．注水后變為 2366.05m³，請你計算：（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），天然氣的熱值為 3.2×10⁷J/m³）
（1）洗衣機中注入的自家自來水吸收的熱量；
（2）該熱水器的熱效率．

Answer 1

分析 （1）根據水的體積，利用Q_吸=cm△t=cρV_水△t即可求出洗衣機中的水所吸收的熱量；
（2）熱水器加熱過程中天然氣釋放的能量根據Q=qV即可求出；熱水器等于水吸收的熱量與消耗總的能量之比．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=cρV_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³×（40℃-15℃）
=4.2×10⁶J；
（2）天然氣完全燃燒釋放的能量：
Q=qV=3.2×10⁷J/m³×（2366.05m³-2365.89m³）=5.12×10⁶J；
該熱水器的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.12×1{0}^{6}J}$×100%≈82%．
答：（1）洗衣機中注入的自家自來水吸收的熱量為4.2×10⁶J；
（2）該熱水器的熱效率為82%．

點評 本題為熱量的綜合計算題，考查了學生對燃料燃燒放出熱量公式、熱效率公式的理解和靈活運用，屬于中檔題．