Question

5．小华家以前是利用燃气热水器烧水，他学过相关的物理知识后，自己制作了一个简易的太阳能热水器，水箱的容积为200L，在阳光照射下，水的温度从20℃上升到50℃．求：（天燃气的热值是7.5×10⁷J/m³）
（1）水吸收的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧多少他所做出的热量．

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出水的质量，再根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q=Vq求出天然气的体积．

解答 已知：水的体积V=200L=0.2m³，初温t₀=20℃，末温t=50℃，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_天然气=7.5×10⁷J/kg
求：（1）水吸收的热量Q_吸=？；（2）天然气的体积V_天然气=？
解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg，
水从20℃上升到80℃所吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（2）燃烧天然气放出的热量：Q_放=Q_吸=2.52×10⁷J，
由Q=Vq得，需要天然气的体积：
V_天然气=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{7.5×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.336m³．
答：（1）水吸收的热量位2.52×10⁷J；
（2）这些热量相当于完全燃烧0.336m³天然气所放出的热量．

点评 此题主要考查的是学生对热量和热值计算公式的理解和掌握，基础性题目．