Question

2．一壺水質量為5kg，放在煤氣灶上加熱，將水從20℃加熱至沸騰（在標準大氣壓下），燃燒了160g的煤氣，【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、q_煤氣=4.2×10⁷J/kg】，求在此過程中：
（1）壺中水吸收的熱量   
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量   
 （3）燒水的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、水的質量、水的初溫和末溫，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量（有用能量）．
（2）已知煤氣的質量和熱值，可利用公式Q_放=mq計算這些煤氣完全燃燒放出的熱量（總能量）．
（3）求出了水吸收的熱量和煤氣完全燃燒放出的熱量，利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$計算燒水的效率．

解答 解：
（1）由題知，水的質量m=5kg，水的初溫t₀=20℃，標準大氣壓下水的沸點是100℃，即水的末溫t=100℃，
所以水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5.0kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）煤氣的質量m′=160g=0.16kg，煤氣熱值：q=4.2×10⁷J/kg，
完全燃燒煤氣放出的熱量：
Q_放=m′q=0.16kg×4.2×10⁷J/kg=6.72×10⁶J；
（3）燒水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{6.72×1{0}^{6}J}$×100%=25%．
答：（1）水共吸收的熱量為1.68×10⁶J；
（2）液化石油氣完全燃燒共放出的熱量為6.72×10⁶J；
（3）燒水的效率為25%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運用，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，有意義！