Question

8．隨著生活條件的改善，小明家住上了新樓房，新樓使用的是天然氣．小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實(shí)踐收集如下數(shù)據(jù)：
水壺里放入1kg 20℃的水，大火加熱直至沸騰．又在物理書中查到天然氣熱值為8×10⁷ J/m³．[氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？
（2）如果小明家天然氣爐具的效率是40%，用該爐具燒開這壺水，需要燃燒多少m³的天然氣？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的初溫和末溫（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓水的沸點(diǎn)為100℃），根據(jù)公式Q_吸=cm△t可求水吸收的熱量．
（2）根據(jù)天然氣爐具的效率是40%，求出燃料完全燃燒放出的熱量，再利用Q_放=Vq可求得需要燃燒多少m³的天然氣．

解答 解：
（1）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓水的沸點(diǎn)為100℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
（2）由題知，Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{40%}$=8.4×10⁵J，
而Q_放=Vq，
所以V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{8×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=1.05×10^-2m³．
答：（1）水需要吸收熱量3.36×10⁵J；
（2）燒開這壺水，需要燃燒1.05×10^-2m³的天然氣．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式、效率公式和燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，計算時注意單位統(tǒng)一．