Question

阅读材料，回答下列问题．

随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖．其原理是在房间地板下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温，如图甲所示．水地暖系统主要由壁挂炉、主管路、分集水器、地暖管路等组成．

中国能效标识

CHINA  ENERGY  LABEL

规格型号：L2P26（ZWA 24﹣2A 23）

能耗等级    2级

额定热负荷（kW）    26

额定热负荷热水效率    90%

依据国家标准：GB 20665﹣2006

壁挂炉（热水器）以燃气为能源，提供温暖舒适的居家供暖及生活用水的家用设备，如图乙所示为小明家的壁挂炉，如图丙所示为该壁挂炉的铭牌．其中，额定热负荷26kW指的是热水器供热水时，每秒钟水吸收的最大热量为26kJ（1kJ=10³J），额定热负荷热水效率是指在额定热负荷下，水吸收的热量与燃气完全燃烧放出热量的比值．

（1）若该地暖系统的总水量为2×10³ kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

（2）小明家使用的是天然气，已知天然气的热值为3.2×10⁷J/m³，他家冬天开启水地暖时，在额定热负荷下工作，每天供暖8小时，则水吸收的热量是多少焦耳？每天需要消耗多少立方米的天然气？若天然气价格2.5元/m³，每天需要燃气费为多少元？

（3）小明发现他家的水地暖使用成本比较高，请对此提出一种合理且有效建议．

Answer

（1）水至少需要吸收3.36×108J热量；

（2）在额定热负荷下工作，每天供暖8小时，水吸收的热量是7.488×108J；

每天需要消耗2.6m3的天然气；每天需要燃气费为6.5元；

（3）取暖时设定较低的温度、减少每天供暖的时间（合理即可）．

【解析】

试题分析：（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；

（2）由题知额定热负荷，据此求出水吸收的热量；根据热水效率求出天然气需要放出的热量；

利用V=求出需要消耗的天然气，最后根据天然气价格求出需要燃气费；

（3）从地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等方面回答．

【解析】

（1）水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg•℃）×2×103kg×（45℃﹣5℃）

=3.36×108J；

（2）由题知额定热负荷为26kW，则水吸收的热量Q吸′=26×103W×8×3600s=7.488×108J；

则天然气需要放出的热量Q放′===8.32×108J；

消耗的天然气V===2.6m3，

燃气费为；2.5元/m3×2.6m3=6.5元；

（3）“水地暖”散热量除与室内温度、散热时间、面积有关，所以取暖时设定较低的温度、减少每天供暖的时间．

答：（1）水至少需要吸收3.36×108J热量；

（2）在额定热负荷下工作，每天供暖8小时，水吸收的热量是7.488×108J；

每天需要消耗2.6m3的天然气；每天需要燃气费为6.5元；

（3）取暖时设定较低的温度、减少每天供暖的时间（合理即可）．

【点评】本题以“水地暖”为物理情景，考查了热量的计算，同时考查了根据题目提供信息分析解决问题的能力，有难度！