Question

2．细心的同学发现同样条件下用天然气烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于什么原因？若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），假设燃料完全燃烧后，产生的热量有70%被水吸收．至少需要准备上述燃料多少千克？已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．燃料热值为2.1×10⁷J/kg．

Answer 1

分析 烧开同一壶水，需要的热量相同（燃料完全放出的热量相同）；比过去用液化气所用的时间少了（用的质量少了），由Q_放=mq可知天然气的热值高；
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，结合效率公式和热值公式计算所需燃料．

解答 解：
烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高；
水吸收的热量：Q_吸=cm_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，燃料燃烧需放出的热量：Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{70%}$=7.2×10⁵J，
由Q_放=mq得，需要燃料的质量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{7.2×1{0}^{5}J}{2.1×1{0}^{7}J/kg}$≈0.034kg．
故答案为：天然气的热值大；需要准备燃料0.034千克．

点评 本题考查了学生对燃料热值、吸热公式Q_吸=cm△t的掌握和运用，应用热量公式即可正确解题．