Question

下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数．表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h内燃料燃烧产生的热量．

产品名称		燃气快速热水器
产品型号		JSY5-C	JSR5-C	JST5-C
适用燃气		液化石油气	人工煤气	天然气
额定燃气压力		2800-3000Pa 280-300mmH2O	800-1000Pa 80-100mmH2O	2000-2500Pa 200-250mmH2O
额定热负荷		37MJ/h
额定燃气耗量		0.368×102m3/h	1.964×102m3/h	1.04×102m3/h
热效率		＞80%
适用水压		0.04-1.0MPa（0.4-10kgf/cm2）
热水产率	温升25℃	5l/min
	温升40℃	3l/min
	温升55℃	2l/min
接口尺寸	燃气入口	G1/2″
	冷水入口	G1/2″
	热水入口	G1/2″
外形尺寸		406mm（高）×293mm（宽）×230mm（厚）
重量		6.2kg

1、分别计算燃烧1m³液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量．
2、根据表中数值和你已有的知识，讨论“额定燃气压力”一行中，“mmH₂O”的含义．
3、王保成同学说，“热水产率”一栏中，5、3、2后面的好像是数字“1”但是在“/min”的前面又好像丢掉了什么．请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位．
4、“热效率”一栏给的是参考值，“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值．分别计算温升25℃和55℃时的热效率，并解释这两个情况下热效率不同的原因．

Answer 1

分析：1．查表可知：燃气热水器额定热负荷以及石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量，利用

37×106J/h

0.368×102m3/h

、

37×106J/h

1.964×102m3/h

、

37×106J/h

1.04×102m3/h

可求燃烧1米³液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量．
2、和1标准大气压的单位760mm汞柱类似，据此回答；
3、以温升40℃为例，设每分钟热水产生率为m，利用吸热公式可求水在1分钟内吸收的热量，再根据表中所给参数，按热水率80%计算，燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量，联立方程求出m大小（3kg）；据此判断：3和“/min”之间的符号；
4、由放热公式Q_放=cm△t和热水产生率表，可知升温25℃时水每分钟吸收的热量Q_吸和燃气放出的热量Q_放，利用效率公式求热效率，
同理，求升温55℃时热效率．

解答：解：
1．查表可知：燃气热水器额定热负荷为37×10⁶J/h．
石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是
0.368×10²m³/h、1.964×10²m³/h和1.04×10²m³/h．
因此，液化石油气、人工煤气和天然气的热值：
石油液化气：q₁=

37×106J/h

0.368×102m3/h

=1×10⁶J/m³，
人工煤气：q₂=

37×106J/h

1.964×102m3/h

=0.19×10⁵J/m³，
天然气：q₃=

37×106J/h

1.04×102m3/h

=0.36×10⁵J/m³；
完全燃烧1米³液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量：
Q₁=1×10⁶J，
Q₂=0.19×10⁵J，
Q₃=0.36×10⁵J；
2、“mmH₂O”也是压强单位，表示多少mm的水柱高产生的压强；
3、以温升40℃为例，根据表中其他参数计算热产生率．
设每分钟热水产生率为m，则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃，
又根据表中所给参数，按热水率80%计算时，燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量：
Q_吸=

37×106J

60

×80%=4.93×10⁵J，
∴4.2×10³×J/（kg?℃）m×40℃=4.93×10⁵J，
解得：m≈3kg．
由此判断：3和“/min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号kg），考虑到1千克水的体积是1升，所以，这个符号一定是字母L的小写“l”，而不是数字“1”．因此正确的数字和单位是3升/分（3L/min）．分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论．
4、由关系式Q_放=cm△t和热水产生率表可知升温25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×5kg×25℃=5.25×10⁵J，
Q_放=

37×106J

60

≈6.17×10⁵J，
热效率：
η=

Q吸

Q放

=

5.25×105J

6.17×105J

≈85%；
同理，升温55℃时水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³×J/（kg?℃）×2kg×55℃=4.62×10⁵J，
Q_放=

37×106J

60

≈6.17×10⁵J，
热效率：
η=

Q吸

Q放

=

4.62×105J

6.17×105J

≈75%；
答：1、燃烧1米³液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量分别为：1×10⁶J、0.19×10⁵J、0.36×10⁵J．
2、表示多少mm的水柱高产生的压强；
3、正确的数字和单位是3升/分（3L/min）；
4、升温25℃和55℃时的热效率分别是85%和75%；因为温升较高时，热量损失多，所以热效率较低．

点评：本题考查了学生对吸、放热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从复杂的题目当中得出相关信息是本题的关键．