Question

2．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)：水壺里裝入2kg溫度為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8×10⁷J/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%，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）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由題知，Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{40%}$=1.68×10⁶J，
由Q_放=Vq得：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{8×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=2.1×10^-2m³．
答：（1）水需要吸收熱量6.72×10⁵J；
（2）燒開這壺水，需要燃燒2.1×10^-2m³的天然氣．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）、和燃料完全燃燒放熱公式和效率公式的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用．