Question

现在国家提倡节能减排．某同学探究了他自己家刚装好的天然气烧水情况，用天然气作燃料加热5kg水的过程中，水温随时间的变化情况如图示，请完成下列问题：
（1）标准大气压下，将初温为20℃的水烧开需吸收多少热量；
（2）如果在烧水时，管道中天然气流量为5.25dm³/min，那么在这种情况下，将水烧开需要燃烧多少m³的天然气？他家天然气灶的效率为多少？（天然气的热值为4.0×10⁷J/m³）
（3）使用天然气有哪些优点（请说出两点）．

Answer 1

解：（1）在标准大气压下水的沸点是100℃，水从20℃加热至100℃，水吸收的热量：
Q=mc△t=5kg×4.2×10³J/（kg·℃）×（100℃﹣20℃）=1.68×10⁶ J．
（2）由图知：水温度为20℃时，对应的时间为0min，温度为30℃时，对应的时间为2min，温度为40℃时，对应的时间为4min，即当温度每上升10℃，时间增加2min，将初温为20℃水加热至100℃，水温变化了100℃﹣20℃=80℃=8×10℃；把水烧开所用时间为：8×2min=16min．管道中天然气流量为5.25dm³/min，把水烧开需要天然气的体积：
V=5.25dm³/min×16min=84dm³=0.084m³
天然气燃烧放出的热量：
Q_放=4.0×10⁷J/m³×0.084m³=3.36×10⁶J
燃气灶的效率
η=×100%=×100%=50%
（3）使用天然气的优点：产物无污染、使用方便、热值高、效率高等．