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 80-100mmH2O	2000-2500Pa 200-250mmH2O
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

解：
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，液化石油氣、人工煤氣和天然氣的熱值：
石油液化氣：q₁==1×10⁶J/m³，
人工煤氣：q₂==0.19×10⁵J/m³，
天然氣：q₃==0.36×10⁵J/m³；
完全燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產生的熱量：
Q₁=1×10⁶J，
Q₂=0.19×10⁵J，
Q₃=0.36×10⁵J；
2、“mmH₂O”也是壓強單位，表示多少mm的水柱高產生的壓強；
3、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=4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃，
又根據表中所給參數，按熱水率80%計算時，燃氣在1分鐘內放出的能被水吸收的熱量：
Q_吸=×80%=4.93×10⁵J，
∴4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃=4.93×10⁵J，
解得：m≈3kg．
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℃兩種情況可以印證這個結論．
4、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：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×5kg×25℃=5.25×10⁵J，
Q_放=≈6.17×10⁵J，
熱效率：
η==≈85%；
同理，升溫55℃時水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×2kg×55℃=4.62×10⁵J，
Q_放=≈6.17×10⁵J，
熱效率：
η==≈75%；
答：1、燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產生的熱量分別為：1×10⁶J、0.19×10⁵J、0.36×10⁵J．
2、表示多少mm的水柱高產生的壓強；
3、正確的數字和單位是3升/分（3L/min）；
4、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．
分析：1．查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷以及石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量，利用、、可求燃燒1米³液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產生的熱量．
2、和1標準大氣壓的單位760mm汞柱類似，據此回答；
3、以溫升40℃為例，設每分鐘熱水產生率為m，利用吸熱公式可求水在1分鐘內吸收的熱量，再根據表中所給參數，按熱水率80%計算，燃氣在1分鐘內放出的能被水吸收的熱量，聯立方程求出m大小（3kg）；據此判斷：3和“/min”之間的符號；
4、由放熱公式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Q_吸和燃氣放出的熱量Q_放，利用效率公式求熱效率，
同理，求升溫55℃時熱效率．
點評：本題考查了學生對吸、放熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，能從復雜的題目當中得出相關信息是本題的關鍵．