星期天,小明在廚房中燒水時做了如下記錄:
(1)一鍋水的質(zhì)量為5kg
(2)這鍋水的初溫為15℃,加熱一段時間后,這鍋水的溫度升高到80℃
(3)在這段時間內(nèi),煤氣表的示數(shù)從185.213m3變化到185.258m3
(4)查表發(fā)現(xiàn)煤氣的熱值為3.9×107J/m3
請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)幫助小明進行如下計算:
(1)這鍋水在這段時間內(nèi)吸收了多少熱量?
(2)若這些熱量是由完全燃燒煤氣所放出的熱量提供的,從理論上講,需要多少m3煤氣?
(3)實際上燒開這些水消耗了多少m3煤氣?
(4)小明家煤氣灶的效率多大?
【答案】
分析:(1)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式Q
吸=cm△t求水吸收的熱量;
(2)由題知Q
吸=Q
放,根據(jù)公式Q
放=Vq求出需要燃燒煤氣的體積;
(3)由煤氣表的示數(shù)變化求出在這段時間內(nèi)實際消耗的煤氣;
(4)水吸收的熱量與實際煤氣完全燃燒放出的熱量的比值,得出煤氣灶的效率.
解答:解:
(1)水吸收的熱量:
Q
吸=cm△t
=4.2×10
3J/(kg?℃)×5kg×(80℃-15℃)
=1.365×10
6J;
(2)由題知,Q
放=Q
吸=1.365×10
6J,
∵Q
放=Vq,
需要完全燃燒煤氣的體積:
V=
=
=0.035m
3.
(3)實際上燒開這些水消耗的煤氣:
V′=185.258m
3-185.213m
3=0.045m
3,
(4)Q
放′=V′q=0.045m
3×3.9×10
7J/m
3=1.755×10
6J;
煤氣灶的效率:
η=
×100%=
×100%≈77.8%.
答:(1)這鍋水在這段時間內(nèi)吸收了1.365×10
6J的熱量;
(2)若這些熱量是由完全燃燒煤氣所放出的熱量提供的,從理論上講,需要0.035m
3煤氣;
(3)實際上燒開這些水消耗了0.045m
3煤氣;
(4)小明家煤氣灶的效率為77.8%.
點評:本題考查學生對吸熱公式Q
吸=cm△t、Q
放=Vq、效率公式的掌握和運用,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.