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3.小明为了测量天然气炉具烧水的效率,他用天然气炉将500g的20℃水加热至100℃时,用时24min,消耗了140L的天然气.(天然气的热值为4.0×107J/m3,设天然气能完全燃烧)求:
(1)水吸收的热量;[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)天然气炉具烧水的效率.

分析 (1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量(有用能量);
(2)知道使用天然气的体积和天然气的热值,利用燃料完全燃烧放热公式求天然气完全燃烧放出的热量(总能量);
(3)利用效率公式求天然气炉具烧水的效率.

解答 解:(1)水的质量m=500g=0.5kg,初温t0=20℃,终温t=100℃,
水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J;
(2)消耗天然气的体积V=140L=140dm3=0.14m3
天然气完全燃烧时放出的热量:
Q=qV=4.0×107J/m3×0.14m3,=5.6×106J;
(3)天然气炉具的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{5}J}{5.6×1{0}^{6}J}$=×100%=3%.
答:(1)水吸收的热量为1.68×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为5.6×106J;
(3)天然气炉具烧水的效率为3%.

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,注意:固体和液体的热值单位为J/kg,气体燃料的热值单位为J/m3

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(3)该同学在实验中得出三组数据如下表所示,将缺少的数据补充完成.

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12110
24105
3362
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