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4.天然气灶使用方便、经济环保.在1标准大气压下,天然气灶将一壶3000cm3、20℃的水加热直至沸腾,大约需要10min,已知天然气热值为3.5×107J/m3
(1)好开这壶水,水需要吸收多少热量?
(2)如果小明家天然气灶具的效率是40%,烧开这壶水,需要燃烧多少天然气?

分析 (1)一标准大气压下水的沸点为100℃,已知水的质量和比热容以及初温、末温,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量;
(2)根据天然气炉具的效率是40%可求完全燃烧天然气放出的热量,再利用Q=Vq求需要燃烧多少m3的天然气.

解答 解:
(1)水的体积V=3000cm3
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量:
m=ρV=1g/cm3×3000cm3=3000g=3kg,
在一标准大气压下,水的沸点(末温)是100℃,
水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃-20℃)=1.008×106J;
(2)由题知,天然气炉具的效率是40%,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%得完全燃烧天然气放出的热量:
Q=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{40%}$=2.52×106J.
由Q=Vq得烧开这壶水需要天然气的体积:
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{3.5×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=7.2×10-2m3
答:(1)水吸收的热量为1.008×106J;
(2)烧开这壶水需要7.2×10-2m3天然气.

点评 本题考查了吸热公式、热效率公式及燃料完全燃烧释放热量公式的掌握和应用,熟练运用公式及变形公式即可正确解题,要注意一标准大气压下水的沸点为100℃是一个隐含的已知条件.

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