Question

小林同学家用沼气作燃料加热3kg水，其过程中水温随时间的变化情况如图所示．请根据图象及有关信息完成下列问题．
（1）加热2min水吸收的热量；
（2）如果2min内沼气共燃烧0．O1m³，在这种情况下，该沼气炉的效率为多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），q_沼气=2.4×10⁷J/m³]．

Answer 1

分析：（1）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q_吸=Cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）；
（2）根据Q=Vq求出沼气放出的热量，利用效率公式求该沼气炉的效率；

解答：解：
（1）根据图象可知：加热2min水的温度由20℃升高到30℃；
则水吸收的热量Q_吸=c_水m_水（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（30℃-20℃）
=1.26×10⁵J．
（2）∵燃烧0．O1m³的沼气放出的热量为Q_放=V_沼气q_沼气=0.01m³×2.4×10⁷J/m³=2.4×10⁵J，
∴η=

Q吸

Q放

=

1.26×105J

2.4×105J

=52.5%．
答：（1）水吸收的热量是1.26×10⁵J．
（2）此沼气炉的效率是52.5%．

点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．