Question

4．小明是個(gè)很善于把物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的同學(xué)，最近他加重新安裝了天然氣熱水器，熱水器標(biāo)示的熱效率為87%．加熱模式為“即熱式”．小明想估測(cè)該熱水器的實(shí)際熱效率，以核對(duì)銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確．他接通熱水器工作開關(guān)，當(dāng)流出40kg熱水時(shí)，讓熱水器停止工作．已知當(dāng)自來水的溫度是15℃，熱水器輸出的熱水溫度為40℃，觀察天然氣表得知共用了0.15m³的天然氣．天然氣的熱值為3.2×10⁷J/m³，水的比熱容4.2×10³J/（kg℃），g取10N/kg．請(qǐng)幫小明解答下列問題：
（1）小明在估測(cè)過程中，流過熱水器的水吸收的熱量是多少？天然氣完全燃燒釋放的熱量是多少？
（2）該熱水器的實(shí)際熱效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、初溫和末溫、水的比熱容，利用Q_吸=cm△t求出水所吸收的熱量；知道天然氣體積，利用Q=qV求完全燃燒釋放的熱量；
（2）該熱水器的實(shí)際熱效率等于水吸收的熱量與天然氣完全燃燒釋放的熱量．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（40℃-15℃）
=4.2×10⁶J；
天然氣完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=qV=3.2×10⁷J/m³×0.15m³=4.8×10⁶J；
（2）該熱水器的實(shí)際效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{6}J}$×100%=87.5%．
答：（1）小明在估測(cè)過程中，流過熱水器的水吸收的熱量是4.2×10⁶J，天然氣完全燃燒釋放的熱量是4.8×10⁶J；
（2）該熱水器的實(shí)際熱效率是87.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題為熱量的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對(duì)燃料燃燒放出熱量公式、熱效率公式的理解和靈活運(yùn)用，屬于中檔題．