Question

下表列出的是北京煤氣用具廠生產的JS系列家用燃氣熱水器的參數，其中各物理量的單位用的是國際通用的符號，說明如下：

Pa——帕斯卡；mmH₂O——毫米水柱；J——焦耳；h——小時；m³——立方米；L——升，即立方分米；kgF——千克力，即質量為1千克的物體所受的重力；min——分鐘（時間單位）

單位前面的字母M表示系數10⁶；字母H表示系數10²

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（單位：J）。

2．王秋生同學說，熱水產率一欄中，5、3、2后面的符號印得不清楚，好像是數字“l”，但在“／min”的前面又丟掉了什么，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。

3．“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，并解釋這兩種情況下熱效率不同的原因。

Answer 1

1．查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷為37×10⁶J／h。

石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量分別是

0.368×10²m³／h、1.964×10²m³/h和1.04×10²m³／h。

因此，石油液化氣：

人工煤氣

天然氣

2．以溫升40℃為例，根據表中其他參數計算熱產生率。設每分鐘熱水產生率為m，則水在1分鐘內吸收的熱量可表示為

Q_吸=cm△t=4.2×10³m△t J。

又根據表中所給參數，按熱效率80%計算時，燃氣在1min內放出的能被水吸收的熱量：

∵      Q_吸=Q_放

即4.2×10³m△t=Q_放

由此判斷：3和“／min”之間的符號如果是代表質量，它的意義應該是千克（符號kg），考慮到1千克水的體積是1升，所以，這個符號一定是字母L的小寫“l”，而不是數字“1”。因此正確的數字和單位是3升／分（3L／min）。分析溫升25℃和55℃兩種情況可以驗證這個結論。

3．由關系式Q_放=cm△t和熱水產生率表可知升溫25℃時水每分鐘吸收的熱量和燃氣放出的熱量

                       

同理，升溫55℃時水吸收的熱量Q_吸=4.2×10³×2×55J=4.62×10⁵J

燃氣每分鐘放出的熱量Q_放=6.17×10⁵J

答：升溫25℃和55℃時的熱效率分別是85%和75%；因為溫升較高時，熱量損失多，所以熱效率較低。