Question

【题目】在1标准大气压下，小明家利用天然气灶把质量为1kg的初温为20℃的水烧开．
（1）在此过程中水需要吸收多少热量？[水的比热容c=4.2×103J/（kg℃）]
（2）通过观察天燃气表得知消耗了0.02m3的天然气，如果天然气的热值为3.6×107J/m3 ， 则天然气灶的热效率是多少？
（3）如用效率是84%标有“220V 800W”电热壶来烧开1kg的初温为20℃的水，则电热壶至少正常工作多少时间？

Answer 1

【答案】
（1）解：在1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，

水吸收的热量：

Q吸=cm水（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J

（2）解：天然气完全燃烧发出的热量：

Q放=qV=3.6×107J/m3×0.02m3=7.2×105J；

天然气灶的热效率：

η1= = ×100%≈46.7%

（3）解：由题知，电热壶的效率η2= =84%，

消耗的电能：

W= = =4×105J，

由P= 得电热壶工作时间：

t= = =500s

【解析】（1）在1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，知道水的质量、比热容、初温，利用Q吸=cm水（t﹣t0）求水吸收的热量；（2）知道天然气的体积、热值，利用Q放=qV求天然气完全燃烧发出的热量，再利用η= ×100%求天然气灶的热效率；（3）由题知，电热壶的效率η2= =84%，可求消耗的电能，再利用P= 求电热壶工作时间．
【考点精析】掌握热量的计算和燃料的热值是解答本题的根本，需要知道热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克．