Question

小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量．于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将50kg，标准大气压下把20℃的水烧开．

（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？

（2）如果天然气的热值为7×10⁷J/m³，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少天然气？

（3）小明家实际平均每天需要天然气1m²，请你帮小明计算出他家燃气灶的效率为多少．你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？

Answer

（1）小明家每天烧水做饭需要1.68×107J的热量；

（2）从理论上讲小明家每天烧水做饭需要0.24m3天然气；

（3）小明计算出他家燃气灶的效率为24%；小明家天然气燃烧放热利用率不高的原因是天然气不能完全燃烧；热量散失严重等．

【解析】【解析】

（1）小明家每天烧水做饭需要的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（100℃﹣20℃）=1.68×107J．

（2）由题知Q放=Q吸=1.68×107J，由公式Q放=Vq得小明家中每天烧水做饭需要的天然气：

V===0.24m3．

（3）1m3的天然气完全燃烧放出的热量′：

Q放′=V′q=1m3×7.0×107J/m3=7×107J，

天然气燃烧放热的利用率：

η=×100%=×100%=24%；

天然气燃烧放热利用率不高的原因：天然气不能完全燃烧；热量散失严重；

答：（1）小明家每天烧水做饭需要1.68×107J的热量；

（2）从理论上讲小明家每天烧水做饭需要0.24m3天然气；

（3）小明计算出他家燃气灶的效率为24%；小明家天然气燃烧放热利用率不高的原因是天然气不能完全燃烧；热量散失严重等．

考点：热量的计算；燃料的热值．

专题：比热容、热机、热值．

分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一个标准大气压下水的沸点100℃），利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量，即小明家每天烧水做饭需要的热量；

（2）知道天然气的热值及所要放出的热量，利用公式Q放=Vq变形可求需要的天然气．

（3）根据Q=Vq求得烧掉1m3的天然气放出的热量，再利用η=×100%求得小明家的天然气燃烧放热的利用率．

用天然气燃烧加热时，天然气不能完全燃烧、热量散失严重，燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收等，影响了煤炉的效率．