Question

“西气东输”工程实施后，淮北市民现在也使用了清洁环保的天然气．家住市区的小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集了如下数据：水壶里放入2L、20℃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）

（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60%，烧开这壶水，需要燃烧多少m³的天然气？

Answer

（1）烧开这壶水，水需要吸收了6.72×105J的热量；

（2）如果小明家天然气炉具的效率是60%，烧开这壶水，需要燃烧0.014m3的天然气．

【解析】

试题分析：（1）已知水的体积和密度，根据公式可求水的质量；知道水的初温和末温（1标准大气压水的沸点为100℃），根据公式Q吸=cm△t可求水吸收的热量．

（2）根据天然气炉具的效率是60%，求出燃料完全燃烧放出的热量，再利用Q放=Vq可求得需要燃烧多少m3的天然气．

【解析】
（1）因为V=2L=2000cm3，t0=20℃，t=100℃，

由ρ=可得水的质量：

m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg；

则水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；

（2）由题意可知，η=60%，则Q放===1.12×106J；

根据Q放=Vq可得，V===0.014m3．

答：（1）烧开这壶水，水需要吸收了6.72×105J的热量；

（2）如果小明家天然气炉具的效率是60%，烧开这壶水，需要燃烧0.014m3的天然气．

【点评】本题考查了学生对密度公式、吸热公式和燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，计算时注意单位统一．