星期天,小明在厨房中烧水时做了如下记录:
(1)一锅水的质量为5kg
(2)这锅水的初温为15℃,加热一段时间后,这锅水的温度升高到80℃
(3)在这段时间内,煤气表的示数从185.213m3变化到185.258m3
(4)查表发现煤气的热值为3.9×107J/m3
请你根据以上数据帮助小明进行如下计算:
(1)这锅水在这段时间内吸收了多少热量?
(2)若这些热量是由完全燃烧煤气所放出的热量提供的,从理论上讲,需要多少m3煤气?
(3)实际上烧开这些水消耗了多少m3煤气?
(4)小明家煤气灶的效率多大?
【答案】
分析:(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q
吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)由题知Q
吸=Q
放,根据公式Q
放=Vq求出需要燃烧煤气的体积;
(3)由煤气表的示数变化求出在这段时间内实际消耗的煤气;
(4)水吸收的热量与实际煤气完全燃烧放出的热量的比值,得出煤气灶的效率.
解答:解:
(1)水吸收的热量:
Q
吸=cm△t
=4.2×10
3J/(kg?℃)×5kg×(80℃-15℃)
=1.365×10
6J;
(2)由题知,Q
放=Q
吸=1.365×10
6J,
∵Q
放=Vq,
需要完全燃烧煤气的体积:
V=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131104182000808437539/SYS201311041820008084375035_DA/0.png)
=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131104182000808437539/SYS201311041820008084375035_DA/1.png)
=0.035m
3.
(3)实际上烧开这些水消耗的煤气:
V′=185.258m
3-185.213m
3=0.045m
3,
(4)Q
放′=V′q=0.045m
3×3.9×10
7J/m
3=1.755×10
6J;
煤气灶的效率:
η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131104182000808437539/SYS201311041820008084375035_DA/2.png)
×100%=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131104182000808437539/SYS201311041820008084375035_DA/3.png)
×100%≈77.8%.
答:(1)这锅水在这段时间内吸收了1.365×10
6J的热量;
(2)若这些热量是由完全燃烧煤气所放出的热量提供的,从理论上讲,需要0.035m
3煤气;
(3)实际上烧开这些水消耗了0.045m
3煤气;
(4)小明家煤气灶的效率为77.8%.
点评:本题考查学生对吸热公式Q
吸=cm△t、Q
放=Vq、效率公式的掌握和运用,考查学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力,体现了物理与生活相联系的思想,属于难题.