Question

小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气．小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm³、25℃的水，大火加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×10⁷J/m³．[气压为1标准大气压；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？

（2）如果小明家天然气炉具的效率是30%，烧开这壶水，需燃烧多少m³的天然气？

Answer

（1）烧开这壶水，水需要吸收6.3×105J的热量；

（2）烧开这壶水，需要燃烧0.02625m3的天然气．

【解析】

试题分析：（1）一标准大气压下水的沸点为100℃，已知水的质量和比热容以及初温、末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；

（2）根据天然气炉具的效率是30%，利用Q放=Vq可求得需要燃烧多少m3的天然气．

【解析】
（1）由ρ=可得，水壶里水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，

在一标准大气压下，水的沸点是100℃，

水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）

=6.3×105J；

（2）因为天然气炉具的效率是30%，

所以完全燃烧天然气放出的热量：

Q放===2.1×106J，

由Q放=Vq，

V===0.02625m3．

答：（1）烧开这壶水，水需要吸收6.3×105J的热量；

（2）烧开这壶水，需要燃烧0.02625m3的天然气．

【点评】本题考查热量的计算和能量的利用效率，关键是公式及其变形的灵活应用，要注意一标准大气压下水的沸点为100℃．