Question

10．小華嘗試估測家里使用的天然氣熱水器的熱效率．他把家里自動洗衣機的“水量”設(shè)為40L（相當(dāng)于40kg），用熱水器輸出的熱水注入洗衣機，當(dāng)注入水的體積達到40L時洗衣機自動停止注水．已知當(dāng)時自來水溫度是15℃，熱水器輸出熱水的溫度是40℃，觀察天然氣表發(fā)現(xiàn)注水前后消耗了0.16m³天然氣．（C_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_天然氣=3.2×10⁷J/m³）
求：（1）洗衣機里的水吸收的熱量．
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量．
（3）國家出臺的《家用燃?xì)饪焖贌崴�器能效限定值及能效等級》把燃�(xì)鉄崴�器的能效等級分成了三等：能效最低的�?級，熱效率值不低于84%；2級熱效率值不低于88%；1級能效最高，熱效率值不低于96%．請通過計算，說明他家熱水器的熱效率值是否達到國家標(biāo)準(zhǔn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(jù)Q=qV即可求出；
（3）根據(jù)水吸收熱量與天然完全燃燒放出熱量計算出熱水器的效率，比較可得出結(jié)論．

解答 解：（1）水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=cρV_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³×（40℃-15℃）=4.2×10⁶J；
（2）天然氣釋放的能量：Q_放=qV=3.2×10⁷J/m³×0.16m³=5.12×10⁶J；
（3）該熱水器的熱效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.12×1{0}^{6}J}$×100%≈82%，
由于82%＜84%，小華家熱水器未達到國家標(biāo)準(zhǔn)．
答：（1）40L水吸收的熱量為4.2×10⁶J；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量為5.12×10⁶J；
（3）小華家熱水器未達到國家標(biāo)準(zhǔn)．

點評 本題為熱量的綜合計算題，考查了學(xué)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．