Question

16．小明同學設計了一個測定液化氣熱值的實驗：取500g水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，用液化氣給水加熱到80℃時，消耗了0.003m³的液化氣．
（1）在此過程中水吸收的熱量．
（2）此次實驗測得液化氣的熱值為多少J/m³？
（3）已知液化氣的熱值為4.9×10⁷J/m³，由此可知此次實驗的加熱效率為多少？（計算結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）指知道水的質量、比熱容和溫度變化，利用Q=cm△t求水吸收的熱量；
（2）結合消耗的液化氣的體積，利用q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$可計算液化氣的熱值；
（3）計算熱效率時，總熱量應利用液化氣完全燃燒放出的熱量．

解答 解：
（1）已知水的質量m=500g=0.5kg，△t=80℃-20℃=60℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×60℃=1.26×10⁵J；
（2）消耗液化氣的體積：
V=0.003m³．
液化氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Q_吸=1.26×10⁵J，
熱值：q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{0.003{m}^{3}}$=4.2×10⁷J/m³；
（3）液化氣完全燃燒實際放出的熱量：
Q_放′=Vq=0.003m³×4.9×10⁷J/m³=1.47×10⁵J，
液化氣的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}′}$×100%=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{1.47×1{0}^{5}J}$×100%≈85.7%．
答：（1）在此過程中水吸收的熱量為1.26×10⁵J；
（2）此次實驗測得液化氣的熱值為4.2×10⁷J/m³；
（3）已知液化氣的熱值為4.9×10⁷J/m³，由此可知此次實驗的加熱效率為85.7%．

點評 本題綜合考查了吸收熱量的計算、熱值的計算、效率的計算，靈活應用相關公式是關鍵．