Question

7．小華同學(xué)為了估測(cè)家用天然氣熱水器的熱效率，進(jìn)行了如下操作：把家里自動(dòng)洗衣機(jī)的“水量”設(shè)為40L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注水體積達(dá)到40L時(shí)洗衣機(jī)自動(dòng)停止注水．已知當(dāng)時(shí)自來(lái)水的溫度是15℃，熱水器輸出的熱水溫度為40℃，注水前天然氣表的示數(shù)是2365.89m³，注水后變?yōu)?366.05m³，天然氣的熱值為3.2×10⁷J/m³．

（1）請(qǐng)你根據(jù)小華測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出熱水吸收的熱量．
（2）天然氣熱水器的熱效率是多少？
（3）天然氣熱水器的能量流向圖可用圖來(lái)表示，圖中帶“？”的箭頭應(yīng)當(dāng)填寫的內(nèi)容是什么？

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量、初溫、末溫，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）可求出水吸收的熱量；
（2）已知天然氣的熱值，根據(jù)消耗天然氣的體積，由Q_放=mq可求出天然氣完全燃燒放出的熱量，水吸收的熱量是被有效利用的能量，天然氣完全燃燒放出的熱量是總能量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可求出熱效率；
（3）根據(jù)熱量的損失進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）熱水器中水的體積：V_水=40L=40×10^-3m³，由ρ=$\frac{m}{V}$得，
水的質(zhì)量：m=ρV_水=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg℃）×40kg×（40℃-15℃）=4.2×10⁶J；
（2）消耗天然氣的體積：V=2366.05m³-2365.89m³=0.16m³，
天然氣完全燃燒放出的熱量：Q_放=Vq=0.16m³×3.2×10⁷J/m³=5.12×10⁶J，
熱水器的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.12×1{0}^{6}J}$×100%≈82%；
（3）燃料燃燒放出的熱量不可能完全利用，會(huì)有大部分被高溫的煙氣帶走而損失．
答：（1）熱水吸收的熱量是4.2×10⁶J；
（2）天然氣熱水器的熱效率是82%；
（3）箭頭應(yīng)當(dāng)填寫的內(nèi)容是高溫?zé)煔鈳ё叩膬?nèi)能．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量和熱熱效率的計(jì)算，屬于基本內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單．注意Q_放=mq中單位要配套．