《2025年同步学习目标与检测九年级物理全一册人教版》

【对点训练 4】丁烷气炉是一种比较常见的家用燃气器具,使用方便、造型美观,因此深受广大消费者的喜爱。某品牌便携式丁烷气炉的相关参数如表所示。某次在标准大气压下用该燃气炉最大火力将锅内 25 ℃、2 kg 的水烧开,已知 $ q_{丁烷} = 5.0×10^7 J/kg $,$ c_{水} = 4.2×10^3 J/(kg·℃) $。
|最大火力时功率|热效率|产品净重|产品毛重|
|2.5 kW|60%|1.5 kg|2.0 kg|

(1) 求水吸收的热量。
(2) 求消耗丁烷气体的质量。
(3) 求加热所需要的时间。

答案： 答案
(1)6.3×10⁵ J
(2)21 g
(3)420 s
解析
(1)在标准大气压下,水的沸点是100°C,所以水的末温是100°C,将2 kg、25°C的水烧开需要吸收的热量是
$ Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×2\ kg×(100^{\circ}C-25^{\circ}C)=6.3×10^{5}\ J $。
(2)丁烷燃烧放出的热量
$ Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.3×10^{5}\ J}{60\%}=1.05×10^{6}\ J $
完全燃烧丁烷的质量
$ m'=\frac{Q_{放}}{q_{丁烷}}=\frac{1.05×10^{6}\ J}{5×10^{7}\ J/kg}=0.021\ kg=21\ g $。
(3)最大火力时的功率 $ P=2.5\ kW $,则加热所需要的时间
$ t=\frac{Q_{放}}{P}=\frac{1.05×10^{6}\ J}{2.5×10^{3}\ W}=420\ s $。