Question

1．天然气是一种比较清洁的能源，其热值为8.4×10⁷J/m³．李红放学回家，她妈妈叫她烧开水．如果井水的温度是20℃，往锅里倒入2kg的水，水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．
求：（1）把锅里的水烧开，水需要吸收多少热量？（设当时气压为1标准大气压）
（2）如果水吸收的热量只占天然气完全燃烧放出热量的50%，那么李红同学这次烧水需要消耗多少m³天然气？

Answer 1

分析 （1）根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，注意：1标准大气压，水的沸点为100℃；
（2）根据题意Q_吸=Q_放×50%求出天然气完全燃烧放出的热量，再根据Q_放=Vq求出天然气的体积．

解答 解：
（1）1标准大气压，水的沸点为100℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×50%，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{50%}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{50%}$=1.344×10⁶J，
由Q_放=Vq得天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.344×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.016m³．
答：（1）把锅里的水烧开，水需要吸收6.72×10⁵J的热量；
（2）李红同学这次烧水需要消耗0.016m³天然气．

点评 本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，利用好Q_吸=Q_放×50%是关键．