Question

天然气一种清洁的能源，“西气东输”实现后，很多家用燃气灶改用天然气作为料．现将一壶质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要完全燃烧0.025m³的天然气．问：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）有的同学试图用水吸收的热量来计算天然气的热值，请你回答这种做法是否可以，并说明理由．
（3）若天然气的热值为4.2×10⁷J/m³，该燃气灶的热效率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道水的比热容、质量和温度变化，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，要计算热值大小就要知道天然气完全燃烧放出的热量和天然气的质量，而水吸收的热量并不等于天然气完全燃烧放出的热量，而是小于，据此分析；
（3）利用Q_放=mq求出天然气完全燃烧放出的热量，这是总能量，被水吸收的为有用能量，再利用效率公式求出该燃气灶的热效率．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）不可以．因为公式q=

Q

m

中，Q是天然气完全燃烧所放出的热量，而天然气完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以不能用水吸收的热量来计算热值；
（3）天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=V_天然气q_天然气=0.025m³×4.2×10⁷J/m³=1.05×10⁶J，
该燃气灶的热效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

6.72×105J

1.05×106J

×100%=64%．
答：（1）水吸收的热量为6.72×10⁵J；
（2）不可以．因为公式q=

Q

m

中，Q是天然气完全燃烧所放出的热量，而天然气完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以不能用水吸收的热量来计算热值；
（3）该燃气灶的热效率是1.05×10⁶J．

点评：考查了学生对吸热公式、热值的概念、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知道天然气完全燃烧放出的热量不能完全被水吸收是本题的关键．