Question

現(xiàn)在國家提倡節(jié)能減排．某同學探究了他自己家剛裝好的天然氣燒水情況，用天然氣作燃料加熱5kg水的過程中，水溫隨時間的變化情況如圖示，請完成下列問題：
（1）標準大氣壓下，將初溫為20℃的水燒開需吸收多少熱量；
（2）如果在燒水時，管道中天然氣流量為5.25dm³/min，那么在這種情況下，將水燒開需要燃燒多少m³的天然氣？他家天然氣灶的效率為多少？（天然氣的熱值為4.0×10⁷J/m³）
（3）使用天然氣有哪些優(yōu)點（請說出兩點）．

壓力F/N	O	50	100	150	200	250
電阻R/Ω	300	220	165	120	100	90

Answer 1

分析：（1）標準大氣壓下水的沸點是100℃，由熱量公式可求出將初溫為20℃的水燒開需吸收的熱量．
（2）由圖象找出水溫20℃、30℃、40℃、50℃所對應的時間，找出水溫隨時間變化的規(guī)律，求出將初溫為20℃水加熱至100℃，需要的時間；已知管道中天然氣流量及燒水時間，可以計算出天然氣的體積；已知天然氣的熱值，可利用公式Q=Vq求出天然氣放出的熱量，這是天然氣做地總功；最后由效率公式求出燃氣灶的效率．
（3）從環(huán)保、使用是否方便等方面分析使用天然氣的優(yōu)點．

解答：解：（1）在標準大氣壓下水的沸點是100℃，水從20℃加熱至100℃，
水吸收的熱量：Q=mc△t=5kg×4.2×10³J/（kg?℃）×（100℃-20℃）=1.68×10⁶ J．
（2）由圖知：水溫度為20℃時，對應的時間為0min，溫度為30℃時，對應的時間為2min，
溫度為40℃時，對應的時間為4min，即當溫度每上升10℃，時間增加2min，
將初溫為20℃水加熱至100℃，水溫變化了100℃-20℃=80℃=8×10℃；
把水燒開所用時間為：8×2min=16min．管道中天然氣流量為5.25dm³/min，
把水燒開需要天然氣的體積：V=5.25dm³/min×16min=84dm³=0.084m³，
天然氣燃燒放出的熱量：Q_放=4.0×10⁷J/m³×0.084m3=3.36×10⁶J；
燃氣灶的效率η=

Q

Q放

×100%=

1.68×106J

3.36×106J

×100%=50%．
（3）使用天然氣的優(yōu)點：產物無污染、使用方便、熱值高、效率高等．
答：（1）將初溫為20℃的水燒開需吸收1.68×10⁶ J的熱量．
（2）將水燒開需要燃燒天然氣的體積是0.084 m³，天然氣灶的效率為50%．
（3）使用天然氣的優(yōu)點：產物無污染、使用方便、熱值高、效率高等．

點評：本題是一道中檔題，由圖象求出水溫隨時間變化的關系、熟練應用熱量公式、效率公式是正確解題的關鍵．