《2025年金版学案同步优学智慧作业九年级物理上册沪粤版》

16. (2025·清远模拟)学习了燃料的热值后，小辉很想知道家中使用的天然气的热值是多少。于是他在家里将装有 1 kg 水的水壶放到天然气灶上去烧(如图所示)，用温度计测量水从 20 ℃加热至 70 ℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了 0.01 m³。他通过家中天然气灶的使用说明书得知加热效率为 52.5%，已知水的比热容 $c_{水}$ = 4.2×10³ J/(kg·℃)，设天然气燃烧过程中完全燃烧，求：

(1)在加热过程中水吸收的热量；
(2)在加热过程中天然气燃烧放出的热量；
(3)天然气的热值。

答案： 16.【解】
(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t−t_{0})=4.2×10^{3}J/(kg·℃)×1kg×(70℃−20℃)=2.1×10^{5}J$。
(2)由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$可得，天然气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{2.1×10^{5}J}{52.5\%}=4×10^{5}J$。
(3)天然气的热值
$q_{天然气}=\frac{Q_{放}}{V}=\frac{4×10^{5}J}{0.01m^{3}}=4×10^{7}J/m^{3}$。
答：
(1)在加热过程中水吸收的热量为$2.1×10^{5}J$；
(2)在加热过程中天然气燃烧放出的热量为$4×10^{5}J$；
(3)天然气的热值为$4×10^{7}J/m^{3}$。