Question

5．我國北方地區(qū)家庭浴室大多用燃氣熱水器提供熱水，小芳家安裝了燃氣熱水器．已知水進入熱水器前的溫度是10℃，洗澡時熱水器輸出熱水的溫度設(shè)定為40℃，如果小芳洗一次澡用熱水0.05m³．求：
（1）水在熱水器中吸收多少熱量？
（2）若天然氣完全燃燒釋放熱量的70%被水吸收，那么需要消耗多少m³的天然氣？（天然氣的熱值q=4×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）由m=ρV可以求出熱水的質(zhì)量；由Q_吸=cm（t-t₀）可以求出熱水吸收的熱量；
（2）據(jù)熱水吸收的熱量和天然氣完全燃燒釋放熱量的吸收率，可得出天然氣釋放的熱量，再利用Q_放=qV就能計算出天然氣的體積．

解答 解：（1）ρ=$\frac{m}{V}$，
熱水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg；
熱水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-10℃）=6.3×10⁶J；
（2）天然氣完全燃燒釋放熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{70%}$=$\frac{6.3×1{0}^{6}J}{70%}$=9×10⁶J，
Q_放=Vq，
需要天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{9×1{0}^{6}J}{4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.225m³．
答：（1）水從熱水器中吸收6.3×10⁶J的熱量；
（2）若天然氣完全燃燒釋放熱量的70%被水吸收，需要消耗0.225m³的天然氣．

點評 此題是一綜合型的題目，涉及的力學、熱學，包括質(zhì)量的計算、熱量的計算等，考查學生的綜合應用能力及應用物理知識解決實際問題的能力，體現(xiàn)了物理與生活相聯(lián)系的思想，屬于難題．